O guia completo sobre como as fresas de topo de metal duro são feitas

1. Seleção de matéria-prima

O “carboneto” em fresas de topo de metal duro é na verdade um metal duro, feito de partículas de carboneto de tungstênio (WC) unidas por um aglutinante metálico, geralmente cobalto (Co).

Carboneto de tungstênio: Extremamente duro (9 na escala Mohs, dureza ~2600 HV Vickers). Fornece resistência ao desgaste.

Cobalto: Fase aglutinante resistente e dúctil que absorve choques e evita fragilidade.

Por que a composição é importante:

Mais cobalto → ferramenta mais resistente, mas um pouco mais macia (boa para cortes interrompidos).

Menos cobalto → mais duro, porém mais quebradiço (bom para corte contínuo em configurações rígidas).

O tamanho do grão do WC afeta a nitidez das arestas e a resistência ao desgaste:

Ultrafino (0,2–0,5 μm) para alta dureza e bordas afiadas.

Grãos mais grossos (>1 μm) para resistência ao impacto.

2. Mistura e condicionamento de pó

Pó de carboneto de tungstênio, pó de cobalto e pequenas quantidades de outros carbonetos (tântalo, titânio, carbonetos de nióbio) são medidos em peso.

Um moinho de bolas ou moinho de atrito os mistura em etanol ou água com um aglutinante de cera/parafina para formar uma pasta homogênea.

Finalidade: Garantir a distribuição uniforme do cobalto, evitar aglomerações e revestir cada grão de WC com ligante para fortes ligações de sinterização.

3. Secagem por pulverização

A pasta é alimentada em um secador por spray, que produz aglomerados esféricos de pó.

Esses aglomerados fluem como areia fina – essencial para uma prensagem uniforme.

O teor de umidade é rigorosamente controlado; muito seco → rachaduras; muito molhado → má prensagem.

4. Pressionando o espaço em branco verde

Dois métodos principais:

Prensagem de matriz uniaxial → boa para peças brutas de haste reta.

Prensagem por extrusão → permite a criação de hastes longas ou hastes com canais internos de refrigeração.

A peça resultante é chamada de compacto verde – fraco e quebradiço, mas com as dimensões aproximadas da haste final.

A direção de prensagem e a uniformidade da pressão afetam diretamente a distribuição de densidade, o que impacta posteriormente a resistência da ferramenta.

5. Pré-Sinterização (Desligação)

O compacto verde é aquecido em um forno de baixa temperatura (~600–800 °C) para remover o aglutinante de cera/parafina sem causar oxidação ou deformação.

Isso deixa para trás apenas pós metálicos, frouxamente unidos.

6. Sinterização (Sinterização em Fase Líquida)

Etapa principal de densificação: aquecimento a 1400–1500 °C em vácuo ou atmosfera de hidrogênio.

O cobalto derrete (fase líquida) e flui entre os grãos de WC, unindo-os por ação capilar.

A peça encolhe cerca de 18–22% linearmente, atingindo 99% de densidade teórica.

Resultado:
Uma haste totalmente densa, extremamente dura e sem porosidade, pronta para moagem.

7. Preparação da haste

As hastes de metal duro são cortadas no comprimento certo usando uma serra diamantada ou eletroerosão com fio.

As extremidades podem ser chanfradas para evitar lascas durante o manuseio.

Para ferramentas combinadas (cabeça de corte de metal duro com haste de aço), a brasagem é feita nesta fase.

8. Retificação CNC de Geometria

Moagem de Flauta

Realizado em retificadoras de ferramentas CNC de 5 eixos usando rebolos diamantados.

As máquinas mantêm tolerâncias de alguns mícrons.

Os parâmetros incluem:

Número de flautas (2, 3, 4 ou mais)

Ângulo de hélice (hélice baixa para resistência, hélice alta para escoamento de cavacos mais rápido)

Espessura do núcleo (afeta a rigidez e o espaço dos cavacos)

Retificação de geometria final

A ponta da ferramenta tem formato - plano, ponta esférica, raio de canto ou formato especial.

Os ângulos de relevo secundários e os ângulos de inclinação são retificados para otimizar o desempenho de corte.

Para ferramentas de alta precisão, a preparação de borda (afiar) é aplicada para controlar a nitidez versus a resistência ao lascamento.

9. Opcional: Perfuração de furo através de refrigerante

Se a fresa de topo for projetada com canais de refrigeração internos, estes serão criados durante a extrusão da haste ou por perfuração EDM após a sinterização.

EDM (usinagem por descarga elétrica) pode produzir furos pequenos e precisos sem danificar o metal duro.

10. Revestimento (PVD/CVD)

Objetivo: Prolongar a vida útil da ferramenta, reduzir o atrito e resistir ao calor.

Revestimentos comuns:

TiAlN / AlTiN: Resistência à oxidação em altas temperaturas.

DLC (Diamond-Like Carbon): Baixo atrito, excelente para usinagem de metais não ferrosos.

Revestimentos nanocompósitos: Estrutura extremamente fina para extrema resistência ao desgaste.

Processoos:

PVD (Deposição Física de Vapor): Temperatura mais baixa (~450–600 °C), preserva bordas afiadas.

CVD (Deposição Química de Vapor): Temperatura mais alta (~900–1050 °C), revestimento mais espesso, pode exigir pós-retificação.

11. Inspeção Final

Micrômetros a laser medem diâmetro, concentricidade e desvio.

Comparadores ópticos verificam a forma da flauta.

A adesão do revestimento e a rugosidade da superfície são testadas.

Fresas de alto desempenho são balanceadas dinamicamente para fusos de alta velocidade.

12. Embalagem

Cada ferramenta é limpa ultrassonicamente para remover resíduos de lixamento e revestimento.

Embalado em tubos plásticos individuais para evitar lascas durante o transporte.

Tabela Resumo: