A Influência De Tratamento Térmico Complementar Sobre A Resistência Ao Desgaste De Pastilha De Nitreto Cúbico De Boro

Graças ao constante desenvolvimento de materiais para ferramentas de corte, é possível, em alguns casos, utilizar o processo de torneamento para substituir o processo de retifica mantendo a qualidade do acabamento superficial em materiais de elevada dureza, simultaneamente diminuindo o tempo e os custos do processo. Neste seminário avaliaremos os tratamentos posteriores e as possíveis influências dos mesmos sobre a pastilha de nitreto cúbico de boro ou CBN, material muito utilizado neste processo de torneamento.

Processo de Fabricação

O principio de transformação do cBN, através de pressão e temperatura adequada, acontece naturalmente na natureza, quando o carbono em forma de grafite de estrutura hexagonal se transforma em diamante de estrutura cúbica.

Os compósitos a base de nitrato cúbico de boro ou cBN, atualmente são alguns dos mais utilizados entre os materiais superduros, ou seja, materiais que apresentam elevada dureza e conseqüentemente elevada resistência ao desgaste.

A figura abaixo demonstra a utilização de compósitos cBN, nas ferramentas para o processo de torneamento:

O cBN é normalmente produzido sob pressões de 5 a 7 GPa e temperaturas de até 1800ºC, na presença de um catalisador (geralmente o lítio). Com o intuito de melhorar e aumentar as propriedades e características desejáveis do material, é proposto que após a produção do mesmo que seja feito um tratamento térmico.

Dentre as propriedades do cBN, algumas são muito vantajosas no que diz respeito à sua utilização em ferramentas de usinagem, são elas (Yallese et al, 2009):

• dureza altíssima, somente superada pelo diamante, sendo quase duas vezes a dureza da alumina (material mais utilizado para a confecção de rebolos de corte);

• tenacidade similar ao material cerâmico baseado em nitretos e cerca de duas vezes a da alumina;

• é quimicamente mais estável que o diamante, podendo, portanto, usinar ligas ferrosas sem o problema de desgastes por difusão. O cBN é estável até temperaturas da ordem de 1200°C.

Nos gráficos abaixo podemos observar a relação de alguns materiais em dois tipos de escala, de dureza e abrasão:

Conclui-se que o CBN, é um compósito de elevada dureza e por isso apresenta uma grande resistência à abrasão e ao desgaste.

Alguns tipos de cBN, e em que situação são utilizados:

• CB7015 - A classe de CBN com cobertura PVD com ligante de cerâmica para torneamento contínuo e cortes levemente interrompidos em aços endurecidos.

• CB7025 - A classe de CBN com ligante de cerâmica para cortes interrompidos e demanda de alta tenacidade no torneamento de aços endurecidos.

• CB7050 - Classe com alto teor de CBN com ligante metálico para cortes interrompidos pesados em aços endurecidos e para acabamento de ferros fundidos cinzentos. Cobertura PVD

 

Tratamento Térmico Complementar

Este tratamento