Quais são os processos de usinagem de ligas de níquel?

Como fornecedor confiável de ligas de níquel, testemunhei em primeira mão as propriedades notáveis ​​e as diversas aplicações desses materiais. As ligas de níquel são conhecidas por sua excepcional resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas e excelentes propriedades mecânicas, tornando-as indispensáveis ​​em vários setores, incluindo aeroespacial, processamento químico e engenharia naval. Nesta postagem do blog, vou me aprofundar nos processos de usinagem de ligas de níquel, compartilhando insights e melhores práticas com base em meus anos de experiência na área.

Compreendendo as ligas de níquel

Antes de explorarmos os processos de usinagem, é essencial compreender as características únicas das ligas de níquel. As ligas de níquel são compostas principalmente de níquel, com quantidades variadas de outros elementos, como cromo, molibdênio e ferro. Esses elementos de liga melhoram as propriedades do material, tornando-o adequado para aplicações específicas. Por exemplo,Liga de Níquel 200é uma liga de níquel comercialmente pura com excelente resistência à corrosão em uma ampla variedade de ambientes, enquantoNíquel 201é uma versão de baixo carbono do Níquel 200, oferecendo maior resistência à corrosão sob tensão.

Desafios na usinagem de ligas de níquel

A usinagem de ligas de níquel pode ser desafiadora devido à sua alta resistência, tendência ao endurecimento e baixa condutividade térmica. Essas propriedades podem levar ao aumento das forças de corte, desgaste da ferramenta e mau acabamento superficial. Além disso, as ligas de níquel são propensas à formação de arestas postiças, o que pode degradar ainda mais a qualidade da superfície e a precisão dimensional das peças usinadas. Para superar esses desafios, é crucial selecionar os processos de usinagem e ferramentas de corte adequados e otimizar os parâmetros de usinagem.

Processos de usinagem para ligas de níquel

Virando

O torneamento é um processo de usinagem comum usado para produzir peças cilíndricas a partir de ligas de níquel. Envolve girar a peça enquanto uma ferramenta de corte remove o material do diâmetro externo. Ao tornear ligas de níquel, é essencial usar ferramentas de corte afiadas com ângulo de inclinação positivo para reduzir as forças de corte e evitar o endurecimento por trabalho. As ferramentas de aço rápido (HSS) são adequadas para operações de torneamento em baixa velocidade, enquanto as ferramentas de metal duro são preferidas para torneamento em alta velocidade. Além disso, o uso de refrigerante ou lubrificante pode ajudar a dissipar o calor e reduzir o desgaste da ferramenta.

Fresagem

A fresagem é outro processo de usinagem amplamente utilizado para ligas de níquel. Envolve o uso de um cortador rotativo para remover material da peça de trabalho. O fresamento pode ser realizado em uma variedade de superfícies, incluindo superfícies planas, curvas e contornadas. Ao fresar ligas de níquel, é importante usar uma fresa com um ângulo de hélice alto e um grande número de dentes para reduzir as forças de corte e melhorar o escoamento dos cavacos. As fresas de topo de metal duro são comumente usadas para fresamento de ligas de níquel, pois oferecem alta resistência ao desgaste e podem suportar as altas temperaturas de corte geradas durante o processo de usinagem.

Perfuração

A perfuração é um processo de usinagem usado para criar furos em ligas de níquel. Envolve o uso de uma broca para penetrar na peça de trabalho e remover o material. Ao perfurar ligas de níquel, é crucial usar uma broca com ponta afiada e ângulo de hélice alto para reduzir as forças de corte e evitar o endurecimento por trabalho. Além disso, o uso de refrigerante ou lubrificante pode ajudar a dissipar o calor e reduzir o desgaste da ferramenta. Para perfurações profundas, pode ser necessário usar uma broca canhão ou uma broca BTA, que são projetadas especificamente para essa finalidade.

Moagem

A retificação é um processo de acabamento usado para melhorar o acabamento superficial e a precisão dimensional das peças de liga de níquel. Envolve o uso de uma roda abrasiva para remover uma pequena quantidade de material da peça de trabalho. Ao retificar ligas de níquel, é importante usar um rebolo com ligação macia e grão fino para evitar superaquecimento e endurecimento por trabalho. Além disso, o uso de refrigerante ou lubrificante pode ajudar a dissipar o calor e reduzir o desgaste das rodas.

Ferramentas de corte para ligas de níquel

A seleção das ferramentas de corte apropriadas é crucial para o sucesso da usinagem de ligas de níquel. As ferramentas de metal duro são as ferramentas de corte mais comumente usadas para ligas de níquel devido à sua alta dureza, resistência ao desgaste e estabilidade térmica. Ferramentas de metal duro revestido, como nitreto de titânio (TiN), carbonitreto de titânio (TiCN) e nitreto de alumínio e titânio (AlTiN), oferecem desempenho ainda melhor, pois fornecem uma camada adicional de proteção contra desgaste e corrosão.

Além das ferramentas de metal duro, ferramentas de cerâmica e ferramentas de nitreto cúbico de boro (CBN) também são usadas para usinar ligas de níquel. As ferramentas cerâmicas são conhecidas por sua alta dureza e estabilidade térmica, tornando-as adequadas para aplicações de usinagem em alta velocidade. As ferramentas CBN, por outro lado, são extremamente duras e resistentes ao desgaste, tornando-as ideais para usinagem de ligas de níquel endurecidas.

Parâmetros de Usinagem

A otimização dos parâmetros de usinagem é essencial para obter resultados de alta qualidade na usinagem de ligas de níquel. Os principais parâmetros de usinagem incluem velocidade de corte, avanço e profundidade de corte.

• Velocidade de corte:A velocidade de corte é a velocidade na qual a ferramenta de corte se move em relação à peça de trabalho. Normalmente é medido em pés superficiais por minuto (SFM) ou metros por minuto (m/min). Ao usinar ligas de níquel, é importante usar uma velocidade de corte relativamente baixa para evitar desgaste excessivo da ferramenta e endurecimento por trabalho. A velocidade de corte recomendada para ligas de níquel varia de 50 a 200 SFM, dependendo da liga específica e da ferramenta de corte utilizada.
• Taxa de alimentação:A taxa de avanço é a taxa na qual a ferramenta de corte avança na peça de trabalho. Normalmente é medido em polegadas por revolução (IPR) ou milímetros por revolução (mm/rev). Ao usinar ligas de níquel, é importante usar uma taxa de avanço relativamente baixa para reduzir as forças de corte e evitar o endurecimento por trabalho. A taxa de avanço recomendada para ligas de níquel varia de 0,002 a 0,010 IPR, dependendo da liga específica e da ferramenta de corte utilizada.
• Profundidade de corte:A profundidade de corte é a quantidade de material removido da peça em uma única passagem. Normalmente é medido em polegadas ou milímetros. Ao usinar ligas de níquel, é importante usar uma profundidade de corte relativamente pequena para reduzir as forças de corte e evitar o endurecimento por trabalho. A profundidade de corte recomendada para ligas de níquel varia de 0,010 a 0,100 polegadas, dependendo da liga específica e da ferramenta de corte utilizada.

Refrigerantes e Lubrificantes

O uso de refrigerantes e lubrificantes é essencial para uma usinagem bem-sucedida de ligas de níquel. Os refrigerantes ajudam a dissipar o calor, reduzir o desgaste da ferramenta e melhorar o acabamento superficial. Os lubrificantes, por outro lado, reduzem o atrito entre a ferramenta de corte e a peça de trabalho, o que pode ajudar a reduzir as forças de corte e evitar a formação de arestas postiças.

Existem vários tipos de refrigerantes e lubrificantes disponíveis para usinagem de ligas de níquel, incluindo refrigerantes à base de água, refrigerantes à base de óleo e refrigerantes sintéticos. Os refrigerantes à base de água são os refrigerantes mais comumente usados ​​para usinagem de ligas de níquel, pois oferecem boas propriedades de resfriamento e lubrificação e são ecologicamente corretos. Os refrigerantes à base de óleo, por outro lado, oferecem melhores propriedades de lubrificação, mas são mais caros e podem ser mais difíceis de descartar. Os refrigerantes sintéticos são um tipo relativamente novo de refrigerante que oferece o melhor dos dois mundos, combinando as propriedades de refrigeração dos refrigerantes à base de água com as propriedades de lubrificação dos refrigerantes à base de óleo.

Conclusão

A usinagem de ligas de níquel pode ser desafiadora, mas com o conhecimento e as técnicas corretas é possível obter resultados de alta qualidade. Ao selecionar os processos de usinagem, ferramentas de corte e parâmetros de usinagem apropriados e usar refrigerantes e lubrificantes, você pode superar os desafios associados à usinagem de ligas de níquel e produzir peças que atendam aos mais altos padrões de qualidade e desempenho.

Se você estiver interessado em aprender mais sobre ligas de níquel ou tiver alguma dúvida sobre processos de usinagem, não hesite em nos contatar. Somos um fornecedor líder de ligas de níquel e temos o compromisso de fornecer aos nossos clientes produtos e serviços da mais alta qualidade. Esteja você procurando uma liga de níquel específica ou precise de ajuda para selecionar o processo de usinagem correto para sua aplicação, nossa equipe de especialistas está aqui para ajudá-lo. Contate-nos hoje para iniciar uma conversa sobre suas necessidades de liga de níquel.

Referências

• Manual ASM, Volume 16: Usinagem, ASM International, 1989.
• Manual de dados de usinagem, terceira edição, Metcut Research Associates, 1980.
• Níquel e ligas de níquel: propriedades, processamento e aplicações, ASM International, 2000.