As ferramentas de corte de metal duro, em particular as ferramentas intercambiáveis, são os produtos predominantes em máquinas-ferramenta CNC. Desde a década de 1980, a variedade de ferramentas ou insertos de metal duro, tanto maciços quanto intercambiáveis, expandiu-se por diversos domínios de ferramentas de corte. Entre elas, as ferramentas intercambiáveis evoluíram de simples ferramentas de torneamento e fresas de faceamento para incluir uma ampla gama de ferramentas de precisão, complexas e de conformação.
(1) Tipos de ferramentas de metal duro
Com base em sua composição química primária, os carbonetos cimentados podem ser classificados em duas categorias principais: carbonetos cimentados à base de carboneto de tungstênio e carboneto cimentado à base de carbonitreto de titânio (TiC(N)).
Os carbonetos cimentados à base de carboneto de tungstênio incluem três tipos:
Tungstênio-cobalto (YG)
Tungstênio-cobalto-titânio (YT)
Aqueles com adição de carbonetos raros (YW)
Cada tipo possui suas próprias vantagens e desvantagens. Os componentes principais são carboneto de tungstênio (WC), carboneto de titânio (TiC), carboneto de tântalo (TaC), carboneto de nióbio (NbC) e outros, sendo o cobalto (Co) o aglutinante metálico mais comumente utilizado.
Os carbonetos cimentados à base de carbonitreto de titânio são compostos principalmente de TiC, com algumas variantes incorporando carbonetos ou nitretos adicionais. Os ligantes metálicos mais comuns são o molibdênio (Mo) e o níquel (Ni).
A Organização Internacional de Normalização (ISO) classifica os carbonetos cementados usados para corte em três categorias:
Classe K (K10 a K40): Equivalente à classe YG da China (principalmente WC-Co).
Classe P (P01 a P50): Equivalente à classe YT da China (principalmente WC-TiC-Co).
Classe M (M10 a M40): Equivalente à classe YW da China (principalmente WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Cada grau é identificado por números que variam de 01 a 50, representando um espectro de ligas que vão de alta dureza à máxima tenacidade.
(2) Características de desempenho de ferramentas de metal duro
① Alta dureza
As ferramentas de metal duro são produzidas por meio de metalurgia do pó, combinando carbonetos com alta dureza e pontos de fusão (denominados fase dura) com ligantes metálicos (denominados fase de ligação). Sua dureza varia de 89 a 93 HRA, muito superior à do aço rápido. A 540 °C, sua dureza permanece entre 82 e 87 HRA, comparável à dureza do aço rápido à temperatura ambiente (83–86 HRA). A dureza do metal duro varia dependendo do tipo, quantidade e tamanho de grão dos carbonetos, bem como do teor da fase metálica de ligação. Geralmente, a dureza diminui à medida que o teor da fase metálica de ligação aumenta. Para o mesmo teor de fase de ligação, as ligas YT apresentam maior dureza do que as ligas YG, e as ligas com adição de TaC ou NbC oferecem dureza superior em altas temperaturas.
② Resistência à flexão e tenacidade
A resistência à flexão dos carbonetos cementados mais comuns varia de 900 a 1500 MPa. Um maior teor de fase ligante metálica resulta em maior resistência à flexão. Quando o teor de ligante é constante, as ligas YG (WC-Co) demonstram maior resistência do que as ligas YT (WC-TiC-Co), com a resistência diminuindo à medida que o teor de TiC aumenta. O carboneto cementado é um material frágil e sua tenacidade ao impacto à temperatura ambiente é de apenas 1/30 a 1/8 da do aço rápido.
(3) Aplicações de ferramentas comuns de metal duro
Ligas YG:Utilizados principalmente para usinagem de ferro fundido, metais não ferrosos e materiais não metálicos. Os carbonetos cementados de grão fino (ex.: YG3X, YG6X) oferecem maior dureza e resistência ao desgaste do que as variantes de grão médio com o mesmo teor de cobalto. São adequados para o processamento de materiais especiais, como ferro fundido duro, aço inoxidável austenítico, ligas resistentes ao calor, ligas de titânio, bronze duro e materiais isolantes resistentes ao desgaste.
Ligas YT:Destacam-se pela sua elevada dureza, excelente resistência ao calor e dureza e resistência à compressão superiores a altas temperaturas, quando comparadas às ligas YG, além de boa resistência à oxidação. Quando as ferramentas exigem alta resistência ao calor e ao desgaste, recomenda-se o uso de ligas com maior teor de TiC. As ligas YT são ideais para usinagem de materiais plásticos como o aço, mas não são adequadas para ligas de titânio ou ligas de silício-alumínio.
Ligas YW:Combinando as propriedades das ligas YG e YT, as ligas YW oferecem excelente desempenho geral. São versáteis e podem ser usadas para usinagem de aço, ferro fundido e metais não ferrosos. Ao aumentar adequadamente o teor de cobalto, as ligas YW podem atingir alta resistência, tornando-as adequadas para usinagem de desbaste e corte interrompido de diversos materiais de difícil usinagem.
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Data da publicação: 29/07/2025
