FABRICAÇÃO DO PÓ
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Os principais passos na preparação do pó de metal duro pronto para prensagem são:
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Os diferentes tipos de matéria-prima são entregues à fábrica. Dependendo da classe, são usados diferentes misturas e compostos. As principais matérias prima normalmente são:
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O pó nas proporções adequadas para a classe final, é transportado para a moagem .O pó é misturado com etanol e moído por horas até que o tamanho de grão específico seja obtido.A mistura é movida em recipientes de colecta especial.A mistura do lote é então transportada para a secagem por spray. | ||||||||||
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Após a moagem, o líquido de moagem (etanol) deve ser separado do pó. Isso é feito bombeando-se a “polpa” para um funil para secagem por spray.O álcool é evaporado formando-se pequenos aglomerados que caem para o fundo.O pó misturado é passado através de um resfriador e guardado em contentores. | ||||||||||
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O pó de metal duro acabado e pronto para prensagem é colocado em baldes, identificado e estocado.Existem cerca de 30 misturas diferentes de pó de metal duro são estocadas, dependendo das proporções da classe em relação à resistência, ao desgaste e tenacidade. |
PRENSAGEM
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O método para construir as ferramentas de prensagem é um complicado processo integrado com os sistemas de CAD, onde as pastilhas são desenhadas para as ferramentas de prensagem.Essas ferramentas consistem numa matriz para prensagem, um punção superior e outro inferior e um pino central para pastilhas com furo central. |
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A matriz é preenchida com pó de metal duro, já misturado.O pó é prensado entre os punções superior e inferior.Com várias toneladas de pressão, as pastilhas são compactadas para a respectiva geometria.Antes da sinterização, as pastilhas prensadas são muito “sensíveis” e macias como giz. |
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Antes da sinterização, as pastilhas prensadas possuem o dobro do tamanho de seu respectivo tamanho final.As pastilhas contraem 50% em volume e 20% em peso no processo de sinterização.As pastilhas prensadas são medidas em peso e altura. As trincas superficiais também são verificadas. |
SINTERIZAÇÃO
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Passos principais no processo de sinterização:As pastilhas prensadas são colocadas em pratos de grafite.O processo de sinterização leva cerca de 12 horas com uma temperatura de aproximadamente 1500°.Processamento de dados, controle visual e medição. |
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As pastilhas são colocadas em pratos de grafite. Dependendo da classe e do tamanho das pastilhas, os pratos são preparados para o seu respectivo processo de sinterização.A sinterização é um processo de tratamento térmico no qual fecham-se os poros, ocorrendo a cementação entre o aglomerante e os carbonetos (partículas duras), aumentando também a resistência. |
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Dependendo da classe, diferentes processos são desenvolvidos.Se a temperatura provocar desvios, diferentes tipos de passos de sinterização são usados, bem como fornecimento de gases e pressões, além de métodos de refrigeração.A partir daqui, as pastilhas ficaram com grande tenacidade e resistência ao desgaste.As pastilhas contraíram-se para o seu respectivo tamanho final, ou seja, aproximadamente 50% em volume. |
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O processo é estritamente controlado por um moderno sistema computadorizado.O menor desvio no processo dará um alarme aos operadores.É feito um controle visual das pastilhas, após o processo de sinterização.É feita também a medição de certos parâmetros antes das pastilhas deixarem o departamento de sinterização. |
RECTIFICAÇÃO
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Muitas pastilhas são rectificadas ou lapidadas (desbastadas) em qualquer formato. As principais operações de rectificação são:
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Rectificação completa das laterais, raios e chanfros são feitos em modernas máquinas de 5 eixos.Cada pastilha é fixada automaticamente e passa pela rectificação o número de vezes igual ao número de chanfros a serem rectificados.As dimensões são controladas por instrumentos especiais. | ||||||||||
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Modernos robôs alimentam as máquinas com pastilhas para serem rectificadas.Após as operações de rectificação, as pastilhas são transportadas para a próxima fase de produção: tratamento da aresta. |
TRATAMENTO DA ARESTA
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O tratamento da aresta é realizado em quase todas as pastilhas. Através dessa operação, a aresta de corte é arredondada e reforçada. A vida útil da ferramenta depende fortemente do formato da aresta.Diferentes métodos vêm sendo usados.O tamanho da parte arredondada da aresta é de aproximadamente 0,02 a 0,08 mm. |
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Um método comum para o tratamento da aresta é o escovamento. Outros métodos são através da projecção de jactos a seco ou húmido, da aresta.Dependendo do tipo, geometria, classe, raio de canto e tamanho da pastilha, o arredondamento da aresta é ajustado de acordo.As pastilhas para acabamento possuem um tratamento de aresta menor, comparado ao das pastilhas de desbaste. |
REVESTIMENTO
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As pastilhas de metal duro revestidas são fabricadas colocando-se camadas sobre as mesmas, principalmente através do método de Deposição Química de Vapores (CVD- Chemical Vapor Deposition).Basicamente, a cobertura pelo processo CVD é feita através de reacções químicas de diferentes gases.Outro método é a Deposição Física de Vapores (PVD- Phisical Vapor Deposition) a qual é feita com uma temperatura aproximadamente de metade (500° C) da usada no método CVD (1000° C). |
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Tanto a cobertura única como a multicamada são feitas através do processo químico com uma temperatura de aproximadamente de 1000° C. Para ambos os tipos de revestimentos várias substâncias, que reagem quimicamente umas com as outras para formar outros componentes, são injectadas para dentro do forno. As pastilhas a receberem o revestimento são colocadas nesse forno. Durante todo o ciclo de revestimento há uma subpressão no forno. |
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O processo leva aproximadamente oito a dezasseis horas, dependendo da classe. A espessura dos revestimentos em pastilhas intermudáveis varia entre 2 a 12 microns (a média de um fio de cabelo tem um diâmetro de 58 microns).O carbonitreto de titânio é normalmente usado como primeira camada, Tic(CN) .O revestimento de óxido de alumínio, também é geralmente usado.Uma camada fina de nitreto de titânio, TiN, na superfície da pastilha proporciona a cor dourada. |
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O processo de revestimento é rigorosamente controlado por um moderno sistema computadorizado.Durante o processo de revestimento, a quantidade de gás, temperatura e pressão, para controle da qualidade é de extrema importância.A combinação do substrato optimizado e o processo CVD/PVD desenvolvido resulta na actual geração de pastilhas de metal duro com revestimento para torneamento e furação. |
GRAVAÇÃO, ETIQUETAGEM E EMBALAGEM
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Hoje, o controle visual, gravação, etiquetagem e embalagem das pastilhas são feitos em máquinas completamente automatizadas. Robôs manuseiam as pastilhas, do carregamento nas máquinas até às prateleiras.O controle visual do tamanho da pastilha, geometria e raio de canto também é feito por um sistema computadorizado.Códigos de barra são usados desde o início da fabricação das pastilhas até à sua armazenagem. |
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A classe é marcada a laser ao invés da marcação a tinta.As embalagens de pastilhas são etiquetadas e lacradas por robôs. A etiqueta com dados de corte Corokey é adicionada por último, na superfície das embalagens.Uma inspecção estatística final das pastilhas, através de microscópio, é feita para avaliar dureza, trincas, tamanho do grão, dimensões, acabamento superficial e avarias. |
Fonte: Sandvik