Como surgiu o Metal Duro

Metal duro é o nome dado a uma liga de carboneto de tungstênio, produzido por metalurgia do pó. O produto é obtido pela prensagem e sinterização de uma mistura de pós de carboneto e outros matérias de menor ponto de fusão, chamados aglomerantes (cobalto, cromo, níquel ou uma combinação deles).

Após a prensagem, o composto já tem consistência suficiente para ser usinado na forma desejada, ou bem próximo dela. Ocorre a seguir o processo de sinterização, aquecimento a uma temperatura suficiente para fundir o aglomerante, que preenche os vazios entre os grãos dos carbonetos. O resultado é um material de dureza elevada, entre 75 e 90 HRa, dependendo do teor de aglomerante e do tamanho de grão do carboneto. As maiores durezas são conseguidas com baixos teores de aglomerante e tamanho de grão reduzido. Por outro lado maior tenacidade é obtida aumentando o teor de aglomerante e/ou aumentando o tamanho de grão.

As ferramentas de corte, onde a propriedade desejada é elevada dureza, tem teores baixos de aglomerante, menos de 5%. Já em discos de laminação, onde a resistência ao impacto passa a ser vital, é necessário perder um pouco da dureza para conseguir um mínimo de tenacidade. Nesse caso, dependendo da aplicação, o teor de aglomerante pode chegar a 30 ou 35%.

Seu advento no final da década de 20, na Alemanha, quando Karl Schröter conseguiu produzir em laboratório WC em pó pela primeira vez, provocou o segundo grande impulso na área dos materiais de ferramenta de corte (o primeiro foi com o surgimento do aço rápido). Com os metais duros, as velocidades de corte puderam ser aumentadas na usinagem de aço comum, e passou a ser possível a usinagem de materiais endurecidos como cilindros de ferro fundido para laminação.

Na época, quando foram verificadas as excelentes propriedades de dureza e resistência ao desgaste desse material, os alemães logo o batizaram de widia (de wie diamant do alemão, como diamante), fazendo referência à semelhança das propriedades desse material com as do diamante, o que até certo ponto é um exagero. Materiais descobertos posteriormente como o CBN (nitreto cúbico de boro) merecem mais essa honraria.

As ferramentas de metal duro revolucionaram a indústria, pois permitem avanços e velocidades de corte maiores no processo de usinagem, e a fabricação de discos e anéis para cilindros de laminação com capacidade de laminar até 10 vezes mais entre reusinagens que os equivalentes em ferro fundido, reduzindo assim os câmbios de cilindros que interrompem a produção. Devido sua alta dureza, elas tendem a quebrar, submetidas a paradas repentinas ou esforços muito grandes, para minimizar o problema, várias soluções foram apresentadas novas coberturas e geometrias de corte para seu maior rendimento e vida útil.

A grande aplicação dos metais duros, que são fabricados pro processo de metalurgia do pó, se deve ao fato deles possuírem a combinação de resistência ao desgaste, resistência mecânica e tenacidade em altos níveis.

Fonte: http://flexicorte.com.br/noticia/26

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