Usinagem de Metais:6 Dicas para Perfuração de Aço Inoxidável

Todo maquinista deve saber trabalhar com vários materiais, mas sempre há espaço para melhorias. Aqui estão algumas dicas e orientações para perfurar um dos grupos de metal mais desafiadores, o aço inoxidável, amplamente utilizado em aplicações médicas, aeroespaciais e de engenharia geral.

Devido às variações de usinabilidade de uma liga para outra, pode ser um desafio determinar os avanços e velocidades ideais durante as operações de furação. Isso é verdade para qualquer grupo de materiais, mas ainda mais para aços inoxidáveis. Isso porque há um mundo de diferença entre fazer furos em inox 303 e 304, especialmente quando aditivos como selênio (303SE) ou cobre (304Cu) entram na equação, tornando essas duas ligas de aço inoxidável muito mais fáceis de cortar.

Exemplos semelhantes existem em outros lugares dentro da família do aço inoxidável. Por exemplo, o aço inoxidável 416 é muito mais usinável que o 440C, principalmente quando este está no estado endurecido (como fazer furos em rochas). E mesmo que as ligas de endurecimento por precipitação (PH) como 13-8 PH e 15-5 PH caiam sob o mesmo guarda-chuva de outros aços inoxidáveis, elas possuem classificações de usinabilidade comparáveis ​​a algumas superligas.

Os metalúrgicos explicarão que tais diferenças se devem às várias estruturas de grãos e composições químicas dentro dessa ampla família de materiais. Eles apontarão para os teores de cromo e níquel – dois principais determinantes da usinabilidade – e falarão sobre as quatro classes de aço inoxidável, ou seja, austenítico, ferrítico, martensítico e duplex, todos com propriedades físicas e características de usinagem distintas.





E embora tudo isso possa ser interessante do ponto de vista técnico, tem pouco peso para alguém que faz a pergunta básica:qual é a melhor broca para esta peça de aço inoxidável em que estou trabalhando e com que velocidade devo executá-la?

Steve George tem algumas sugestões. O gerente sênior de engenharia de produto global da Kennametal diz que a furação produtiva começa com a ferramenta correta.

Dica nº 1:escolha brocas de metal duro

“Os aços inoxidáveis ​​geram muito calor e as brocas de metal duro não são apenas mais resistentes ao calor do que o aço rápido [HSS] e o cobalto, mas também são mais duras e mais fortes”, diz George.

“Isso, e eles geralmente são equipados com refrigerante através da ferramenta”, continua ele. “Por causa disso, você pode empurrá-los de forma mais rápida e agressiva, levando a um processo mais eficiente e, finalmente, a maiores lucros por peça. No entanto, os parâmetros de configuração devem suportá-lo. Oficinas que usam suportes de trabalho menos rígidos, porta-ferramentas desgastados ou com manutenção inadequada e máquinas-ferramentas mais antigas e mais lentas podem se sair melhor com o HSS.”

Dica nº 2:Empurre com mais força

Keith Hoover, gerente regional de produtos da Kennametal, acrescenta que os elementos de liga do aço inoxidável o tornam muito mais suscetível ao encruamento.

“Os aços inoxidáveis ​​possuem resistência à tração e elasticidade relativamente altas, portanto, se você não atingir um determinado avanço por rotação, não terá a taxa de penetração necessária para gerar um cavaco adequado”, diz Hoover. “Mesmo com um bom fluxo de refrigerante, você pode criar inadvertidamente uma superfície endurecida por trabalho e ter dificuldade em passar. É por isso que, dependendo do tipo de aço inoxidável, geralmente sugiro começar na extremidade inferior da faixa de velocidade de corte recomendada e usar uma taxa de alimentação bastante agressiva.”

Dica nº 3:seja específico

Brandon Hull está totalmente de acordo com a refrigeração através da ferramenta. O vice-presidente de gerenciamento de produtos e desenvolvimento de negócios da Guhring Inc. observa que os aços inoxidáveis ​​são tipicamente gomosos e pegajosos. Isso pode levar a uma aresta postiça na broca que eventualmente se soltará, geralmente levando parte do carboneto com ela. Além de usar um suprimento adequado de refrigerante – de preferência sob alta pressão – a seleção de uma broca projetada para o material específico da peça é fundamental.

“Normalmente, você está procurando por uma aresta de corte mais afiada e um afiado relativamente leve”, diz ele. “Juntamente com o perfil de canal e geometria de ponta corretos e um revestimento que reduz o calor e promove o escoamento de cavacos, as brocas de metal duro são essenciais para aplicações de maior volume.”



Neste episódio da série de vídeos Tooling Up da MSC, especialistas em metalurgia e manufatura discutem a saúde da manufatura nos EUA:

Dica nº 4:Agarre à direita

Hull entra no debate de anos de duração hidráulica versus mecânica versus porta-ferramentas com ajuste por contração, afirmando que todos eles são perfeitamente aceitáveis ​​para pendurar em uma broca de metal duro, desde que o suporte seja de alta qualidade e bem conservado. Ele também sugere que não há nada de errado com uma boa pinça ER.

“Geralmente recomendo suportes hidráulicos, mas ER é bom para brocas de diâmetro menor – digamos, qualquer coisa de três oitavos de polegada ou menor”, ​​diz ele. “No entanto, sei que as pessoas tendem a apertá-los demais, e isso cria problemas de concentricidade. Use sempre uma chave de torque e sempre siga as recomendações do fabricante, pois elas variam de fabricante para fabricante.”

Dica nº 5:controle os chips

Daniel Dominski, engenheiro de aplicações regionais da OSG Tool, oferece conselhos semelhantes em todas as frentes. Ele também aponta algo que se aplica à maioria dos aços inoxidáveis:os cavacos são longos, fibrosos e perigosos e, se você não os controlar, enfrentará um tempo de inatividade desnecessário devido a espaços de trabalho congestionados e máquinas quebradas ou ferimentos pessoais por cortes .

“Essa é uma das maiores dificuldades com o aço inoxidável, e geralmente é porque a oficina está usando uma furadeira de uso geral”, diz Dominski. “Eles são forçados a bicar, mas isso leva ao endurecimento do trabalho e à vida útil da ferramenta ruim. No entanto, se eles usarem uma broca feita especificamente para aço inoxidável, eles terão uma chance muito maior de obter essas lascas enroladas bem e firmes. Claro, para os materiais realmente gomosos, como 304L, eles também podem ter que diminuir suas velocidades de corte ou aumentar a taxa de alimentação. De qualquer forma, ninguém deve se contentar com ninhos de pássaros.”

Dica nº 6:faça as contas

O problema, como muitos proprietários de instalações de máquinas e pessoas de compras irão atestar, é o custo mais alto do metal duro. Esse ponto de vista é especialmente prevalente em locais de trabalho de produção de trabalho e outros fabricantes de alto mix e baixo volume. Mais uma vez, o HSS pode ser apenas o ingresso aqui, mas Dominski e seus colegas concordam que o metal duro quase sempre produz um custo menor por peça.

“Muitas pessoas ainda estão presas ao custo inicial e não veem o benefício de gastar o dinheiro extra com metal duro”, diz ele. “Mas posso oferecer vários exemplos de lojas que pagam pela ferramenta em um único trabalho. Por exemplo, recentemente trabalhamos com uma oficina de perfuração de 4,42 milímetros em aço inoxidável 304 que passou de 425 furos por ferramenta para 4.000 com metal duro, enquanto outro cliente perfurando titânio aumentou a vida útil da ferramenta em mais de oito vezes.”

Esses exemplos são bastante típicos, acrescenta ele, e nenhum deles menciona a maior produtividade do metal duro, o que é significativo. Concedido, não é para todas as aplicações, mas em aço inoxidável e outros materiais resistentes, brocas de metal duro são um acéfalo.



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PERFURAÇÃO DE AÇO INOX:QUAL DESSAS 6 PONTAS É MAIS ÚTIL?

Qual é a melhor maneira de perfurar aço inoxidável, um dos grupos de metais mais desafiadores?

Há um punhado de considerações importantes, desde o uso de brocas inteiriças de metal duro até o bom gerenciamento de cavacos.

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