Dominando a Usinagem de Aço Inoxidável: Guia Completo

O aço inoxidável pode ser tão comum quanto alumínio em muitas oficinas, especialmente ao fabricar peças para as indústrias aeroespacial e automotiva. É um material bastante versátil com muitas ligas e graus diferentes que podem acomodar uma ampla variedade de aplicações. No entanto, fresar aço também pode ser imensamente difícil. Aços inoxidáveis são notórios assassinos de fresas de topo, então ajustar suas velocidades e avanços e selecionar a ferramenta adequada é essencial para o sucesso da usinagem.

Propriedades do Material

Aços inoxidáveis são aços de alta liga com resistência à corrosão superior a aços carbono e de baixa liga. Isso se deve em grande parte ao seu alto teor de cromo, com a maioria dos graus de ligas de aço inoxidável contendo pelo menos 10% do elemento.

O aço inoxidável pode ser dividido em uma de cinco categorias: Austenítico, Ferrítico, Martensítico, Endurecido por Precipitação (PH), e Duplex. Em cada categoria, há uma liga básica de propósito geral. A partir daí, pequenas mudanças na composição são feitas na base para criar propriedades específicas para várias aplicações.

Para referência, aqui estão as propriedades de cada um destes agrupamentos, bem como alguns exemplos dos graus populares e seus usos comuns.

Categoria	Propriedades	Graus Populares	Usos Comuns
Austenítico	Não magnético, excelente resistência à corrosão e calor.	304, 316	Equipamentos de processamento de alimentos, calhas, parafusos, porcas e outros fixadores.
Ferrítico	Magnético, menor resistência à corrosão e calor que Austenítico.	430, 446	Peças automotivas e eletrodomésticos de cozinha.
Martensítico	Magnético, resistência moderada à corrosão – não para corrosão severa.	416, 420, 440	Facas, armas de fogo, instrumentos cirúrgicos, e ferramentas manuais.
Endurecido por Precipitação (PH)	Grau mais forte, tratável termicamente, resistência severa à corrosão.	17-4 PH, 15-5 PH	Componentes aeroespaciais.
Duplex	Mistura mais forte de Austenítico e Ferrítico.	244, 2304, 2507	Estações de tratamento de água, vasos de pressão.

Seleção de Ferramenta

Escolher a ferramenta correta para sua aplicação é crucial ao usinar aço inoxidável. Desbaste, acabamento, ranhuramento e trajetórias de fresamento de alta eficiência podem todos ser otimizados para aço inoxidável escolhendo o estilo correto de fresa de topo.

Desbaste Tradicional

Para desbaste tradicional, uma fresa de topo de 4 ou 5 flautas é recomendada. Fresas de topo de 5 flautas permitirão taxas de avanço mais altas que suas contrapartes de 4 flautas, mas qualquer estilo funcionaria bem para aplicações de desbaste.

Ranhuramento

Para ranhuramento em aço inoxidável, a evacuação de cavacos será fundamental. Por esta razão, ferramentas de 4 flautas são a melhor escolha porque a contagem de flautas menor permite evacuação de cavacos mais eficiente. Ferramentas com geometria de quebra-cavacos também são eficazes para ranhuramento em aço inoxidável, pois os cavacos menores são mais fáceis de evacuar do corte.

Acabamento

Ao finalizar peças de aço inoxidável, uma alta contagem de flautas e/ou hélice alta é requerida para os melhores resultados. Fresas de topo de acabamento para aço inoxidável terão ângulo de hélice acima de 40 graus, e contagem de flautas de 5 ou mais. Para trajetórias de ferramenta de acabamento mais agressivas, a contagem de flautas pode variar de 7 flautas a até 14.

Fresamento de Alta Eficiência

Fresamento de Alta Eficiência pode ser uma técnica de usinagem muito eficaz em aços inoxidáveis se as ferramentas corretas forem selecionadas. Desbastadores com quebra-cavacos fariam uma excelente escolha, em estilos de 5 ou 7 flautas, enquanto fresas de topo de 5-7 flautas, passo variável padrão também podem performar bem em trajetórias HEM.

HEV-5

A Helical Solutions oferece a fresa de topo HEV-5, que é uma ferramenta extremamente versátil para uma variedade de aplicações. A HEV-5 se destaca em acabamento e trajetórias HEM, e também performa bem acima da média em ranhuramento e desbaste tradicional. Disponível em estilos quadrado, raio de canto, e longo alcance, esta ferramenta bem-arredondada é uma excelente escolha para iniciar seu estoque de ferramentas e otimizá-lo para usinagem de aço inoxidável.

Parâmetros de Execução

Enquanto a seleção de ferramenta é um passo crítico para usinagem mais eficaz, ajustar os parâmetros de execução adequados é igualmente importante. Existem muitos fatores que entram na determinação dos parâmetros de execução para usinagem de aço inoxidável, mas existem algumas diretrizes gerais a seguir como ponto de partida.

De modo geral, ao usinar aços inoxidáveis, um SFM entre 100-350 é recomendado, com uma carga de cavaco variando entre .0005" para uma fresa de 1/8" até .006" para uma fresa de 1". Um detalhamento completo destas diretrizes gerais está disponível aqui.

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Conclusão

Usinagem de aço inoxidável não tem que ser difícil. Identificando o grau de material adequado para cada peça, selecionando a ferramenta de corte perfeita, e otimizando parâmetros de execução, dores de cabeça de fresar aço podem se tornar coisa do passado.