Brocas de metal duro para aço temperado: guia de seleção, velocidades e configuração

Pergunte a qualquer maquinista sobre como perfurar aço endurecido e as mesmas histórias voltarão: uma ponta de broca brilhante, um fuso que range e um buraco que se recusa a crescer. O aço ferramenta a 50 HRC e acima se comporta menos como um metal comum e mais como um abrasivo. Depois que uma peça é tratada termicamente, as regras mudam e as ferramentas que funcionam perfeitamente em aço-carbono não sobreviverão a um único furo. As brocas de metal duro para aço temperado existem exatamente para essa situação, mas comprar a broca certa é apenas metade do trabalho. A outra metade é combinar o substrato, a geometria e os dados de corte com a dureza que está à sua frente. Veja como abordamos essa combinação em nossa própria oficina de retificação.

Por que o aço endurecido se comporta de maneira tão diferente

O aço rápido é um material maravilhoso até o ponto em que a peça se torna tão dura quanto a ferramenta. Aços tratados termicamente, como D2, A2, H13, M2 e aços totalmente endurecidos, geralmente ficam entre 45 e 62 HRC e, nesse nível, três coisas acontecem na aresta de corte ao mesmo tempo.

• A pressão de corte no ponto aumenta acentuadamente e a fina alma de uma broca helicoidal comum desvia em vez de cortar.
• Quase toda a energia de deformação se transforma em calor, e esse calor não tem para onde ir porque o aço endurecido o conduz mal.
• A superfície endurece ainda mais sob uma borda de atrito, de modo que uma broca cega torna a próxima tentativa mais difícil do que a primeira.

O HSS perde sua dureza acima de aproximadamente 600 graus Celsius, razão pela qual ele dá polimento ao aço endurecido em vez de cortá-lo. O metal duro mantém sua dureza muito além dessa janela e tem resistência à compressão para resistir ao impulso envolvido. Essa combinação é a razão pela qual o carboneto é a resposta padrão aqui.

O que torna uma broca de metal duro adequada para aço endurecido

Nem toda broca de metal duro é uma broca de aço temperado. Duas ferramentas podem compartilhar um diâmetro e uma haste enquanto se comportam de maneira completamente diferente no corte.

Substrato

Metal duro de microgrãos e grãos ultrafinos com cerca de 6 a 12 por cento de cobalto oferece o melhor equilíbrio entre afiação da aresta e resistência à ruptura transversal. Classes mais grossas são mais resistentes ao impacto, mas não conseguem suportar as demandas de aço endurecido com arestas afiadas, e uma aresta arredondada simplesmente entra em atrito.

Revestimentos

Um revestimento AlTiN, TiAlN ou TiSiN atua como barreira térmica e reduz o atrito, mantendo o calor no cavaco em vez de na ferramenta. Os revestimentos são extremamente importantes, mas não conseguem resgatar um substrato macio. Escolha primeiro a classe e depois o revestimento.

Geometria

Um ângulo de ponta de 140 graus com uma alma mais fina reduz o impulso e ajuda a broca a iniciar sem caminhar. Margens reforçadas e uma preparação de borda ligeiramente negativa resistem ao lascamento. O comprimento do canal deve ser tão curto quanto o furo permitir, e os canais internos de refrigeração ganham seu custo assim que a profundidade ultrapassa três diâmetros. Se você quiser ver o quanto o ângulo do ponto por si só muda o comportamento, esta comparação de Pontas de perfuração de 118 e 135 graus é uma leitura complementar útil.

Brocas helicoidais de metal duro para uso geral • Adequado para perfuração eficiente de vários materiais, como aço, ferro fundido, aço inoxidável, etc. • Broca helicoidal de haste reta com refrigeração interna/externa. Ver Produto →

Combinando a ferramenta com a faixa de dureza

A dureza é o número mais útil ao selecionar uma broca. A tabela abaixo reflete a lógica inicial que usamos na conversa com os clientes.

Dados de corte para furação de metal duro em aço temperado

O instinto herdado do aço-carbono é desacelerar o fuso e apoiar-se no avanço. No aço endurecido, o oposto está mais próximo da verdade: mantenha o avanço por rotação firme para que a aresta corte em vez de esfregar e mantenha a velocidade superficial baixa.

• Velocidade de superfície: aproximadamente 40 a 60 m/min abaixo de 45 HRC, 25 a 40 m/min entre 45 e 55 HRC e 15 a 25 m/min acima de 55 HRC.
• Avanço por revolução: cerca de 0,05 a 0,15 mm por revolução dependendo do diâmetro, com diâmetros maiores na extremidade superior.
• Profundidade do passo: meio diâmetro a um diâmetro, retraindo totalmente para limpar os cavacos.
• Líquido refrigerante: líquido refrigerante através da ferramenta ou névoa de ar e óleo de alta pressão; o refrigerante de inundação sozinho raramente atinge o ponto.

Cuidado com as fichas. Lascas prateadas ou palha significam que o processo está saudável, enquanto lascas azuis ou brilhantes significam que a velocidade da superfície ou o avanço estão errados.

Regras de configuração que mantêm o Carbide vivo

O metal duro é quebradiço e a perfuração de aço endurecido não perdoa nada. A maioria das brocas quebradas que vemos são causadas pela configuração e não pela classe.

• Meça o desvio na haste e mantenha o desvio total indicado abaixo de 0,01 mm. Cada mícron extra multiplica a carga em uma flauta.
• Use a broca e o suporte mais curtos que alcancem o furo. Os suportes de stub batem em longas extensões de pinça.
• Prenda a peça próxima ao furo e elimine movimentos; uma fração de milímetro é suficiente para lascar uma aresta.
• Nunca perfure aço endurecido manualmente, pois o avanço manual varia a carga com cada oscilação.
• Pinte com uma broca de metal duro e, em seguida, insira com avanço constante e sem permanência na parte inferior.
• Substitua uma broca cega em vez de retocá-la manualmente, o que geralmente destrói a preparação da borda.

Para furos com profundidade superior a cinco diâmetros, um projeto de furo profundo dedicado com geometria de refrigeração interna faz a diferença entre um furo reto e uma peça sucateada.

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Quando perfurar não é a resposta: frese o furo

Acima de aproximadamente 55 HRC, ou quando o furo é grande em relação à máquina, a interpolação helicoidal costuma ser a rota mais inteligente. Uma fresa de topo de alta precisão mergulha em um ângulo raso e orbita para fora, espalhando a carga ao longo do canal em vez de concentrá-la em um ponto. O resultado é um furo mais redondo, muito menos risco de uma ferramenta quebrada enterrada em uma peça acabada e tolerâncias de posição que se mantêm sem uma operação de alargamento separada. Classes ultraduras com borda reforçada e estrutura de microgrãos finos são construídas exatamente para esse trabalho.

Fresas de topo plano de alta precisão com 4 canais • O design da lâmina curta melhora muito a resistência ao desgaste da ferramenta e pode alcançar maior qualidade superficial da peça de trabalho. • É usado principalmente para processamento... Ver Produto →

Escolhendo um parceiro de fabricação para ferramentas de aço temperado

Perfurar aço endurecido é um problema de ferramental, e uma ferramenta tem um desempenho tão bom quanto o desbaste por trás dela. Changzhou Maton Tools é um fabricante de ferramentas de metal duro com sede em Xixiashu, a cidade de ferramentas no Delta do Rio Yangtze. Nós retificamos nossas brocas e fresas de topo em centros de retificação CNC importados de cinco e seis eixos e as inspecionamos com equipamentos de alta precisão da Alemanha, Japão e Suíça. Nossa equipe inclui dois engenheiros seniores de nível professor e mais de dez engenheiros de ferramentas, apoiados por uma longa parceria de pesquisa com a Universidade de Ciência e Tecnologia do Leste da China e mais de dez patentes. Trabalhamos de acordo com a ISO9001 e atendemos clientes nas áreas aeroespacial, automotiva, eletrônica, fabricação de moldes e fabricação de defesa.

Nosso brocas de metal duro a linha abrange brocas helicoidais de uso geral, brocas para furos profundos, brocas de canal reto e designs de três canais. Informe-nos a dureza do seu material e a configuração da máquina, e recomendaremos a classe, o revestimento e a geometria adequados antes de fazer um pedido.

Principais conclusões

• O carboneto vence o aço endurecido por causa da dureza a quente e da resistência à compressão, não por causa do seu revestimento.
• Combine o substrato e a geometria com a faixa de dureza; uma furadeira de 30 HRC e uma furadeira de 55 HRC são ferramentas diferentes.
• Mantenha a velocidade superficial baixa e o avanço por revolução firme, com passos curtos e refrigeração entregue até a ponta.
• Rigidez, baixo desvio e avanço consistente evitam mais quebras do que qualquer mudança de classe.
• Acima de 55 HRC, considere fresamento helicoidal com uma fresa de topo ultradura em vez de furação.