Atualmente, o aço inoxidável é amplamente utilizado na indústria, como aeroespacial, fabricação de equipamentos de geração de energia, construção e alimentos. Como material típico de difícil usinagem, o aço inoxidável apresenta defeitos de endurecimento severo durante o processamento, alta temperatura de corte e fácil adesão de cavacos. Devido às características acima mencionadas do aço inoxidável, é provável que ocorram problemas comuns como desgaste acelerado da ferramenta, baixa integridade da superfície usinada e dificuldade na remoção de cavacos durante o processo de usinagem do STS, o que afeta seriamente a qualidade do processamento, produção ciclo e custo de processamento das peças de material que contêm STS. O departamento de tecnologia de metal duro da Meetyou analisa e resume as dificuldades no processamento de materiais de aço inoxidável e fornece soluções com medidas específicas para o corte de aço inoxidável e produtos típicos para sua referência.

Comparado com o aço comum, o aço inoxidável possui resistência e dureza médias. No entanto, ele contém uma grande quantidade de elementos como Cr, Ni e Mn, e possui boa plasticidade e resistência, alta resistência à temperatura e alta tendência de endurecimento por trabalho, o que resulta na carga de corte. Além disso, no aço inoxidável austenítico durante o processo de corte, alguns carbonetos são precipitados no interior, o que aumenta o efeito de arranhões no cortador.

Figura 1. Resistência à temperatura do aço inoxidável comum

O aço inoxidável apresenta uma grande deformação plástica durante o corte, especialmente o aço inoxidável austenítico (o alongamento excede 1,5 vezes o do aço 45), o que aumenta a força de corte.

É fácil formar uma aresta acumulada durante o corte, o que afeta a rugosidade da superfície usinada e facilmente faz com que a superfície da ferramenta descasque.

Para cortadores de cavacos fechados e semi-fechados, é fácil ocorrer entupimento de cavacos, resultando em maior rugosidade da superfície e lascamento da ferramenta

Figura 2. A forma ideal de cavacos de aço inoxidável

É cerca de uma vez e meia o coeficiente de expansão linear do aço carbono. Sob a ação da temperatura de corte, a peça de trabalho é propensa a deformações térmicas e afeta a precisão dimensional.

Geralmente, é cerca de 1/4 ~ 1/2 da condutividade térmica do aço carbono médio. A temperatura de corte é alta e a ferramenta desgasta rapidamente.

1. Materiais de ferramentas com alta dureza, tenacidade e resistência ao calor e afinidade química com aço inoxidável devem ser selecionados.

2. Ao usar aço de alta velocidade para processar STS, deve-se usar aço de alta velocidade e alto desempenho, como W2Mo9Cr4VCo8, W6Mo5Cr4V2Al, W10Mo4Cr4V3Al, etc.

3. Ao usar carboneto cimentado, não é aconselhável usar ligas à base de YT, e é preferível usar ligas de YW ou YG que contenham Ta (Nb) ou YG ou cobalto de tungstênio YG (ISO M, K). Tais como YS2, YG3X, YG8W, YG6A, YG6X, YG643, YG813, YW3Y, YG8N, etc.

É sabido que o desempenho de corte dos materiais da ferramenta está relacionado à durabilidade e produtividade da ferramenta. A processabilidade do material da ferramenta afeta a qualidade de fabricação e afiação da própria ferramenta. É aconselhável escolher materiais de ferramenta com alta dureza, boa resistência à aderência e tenacidade, como ligas duras do tipo YG. O uso de ligas duras do tipo YT para o SUS não é uma boa escolha, especialmente no processamento de aço inoxidável austenítico 1Gr18Ni9Ti. O tipo rígido do tipo YT deve ser absolutamente evitado. Ligas, porque o titânio (Ti) no aço inoxidável e o Ti nos carbonetos cimentados à base de YT produzem afinidade, os cavacos transportam facilmente o Ti na liga, o que leva ao desgaste da ferramenta. As estatísticas da prática de produção mostram que o processamento de aço inoxidável com YG532, YG813 e YW2 produz bons resultados de processamento.

Como o metal duro tem melhor resistência ao calor e ao desgaste do que o aço de alta velocidade, as ferramentas feitas de materiais de liga dura são mais adequadas para o corte de aço inoxidável. A liga de tungstênio-cobalto possui boa tenacidade. A ferramenta pode ser fabricada com um ângulo de inclinação maior e uma borda mais nítida. Portanto, em geral, é adequado processar aço inoxidável com uma liga de tungstênio-cobalto. Especialmente no caso de usinagem áspera e corte interrompido com grande vibração, devem ser utilizadas lâminas de liga de tungstênio-cobalto. Não é tão duro e quebradiço quanto a liga de tungstênio-cobalto-titânio, e não é fácil de lascar. Embora a liga de tungstênio-cobalto-titânio tenha boa dureza vermelha e seja mais resistente ao desgaste do que a liga de tungstênio-cobalto em condições de alta temperatura, mas possui alta fragilidade e não é resistente a impactos e vibrações. Assim, é geralmente usado como uma ferramenta de acabamento em aço inoxidável.

Fig.3. Comparação entre o grau YT e o grau YG

4. Os revestimentos de carboneto cimentado podem ser CA15, CA25, YBM151, YBM251, YBM351, YBG202, YBG252, YBG302, CN251, YB425, ZC05, ZC07, ZM10 e similares.

O revestimento clássico é uma ferramenta revestida com TiAlN ou AlCrN. O revestimento TiAlN possui excelentes propriedades como alta dureza, alta temperatura de oxidação, boa dureza térmica, forte adesão, baixo coeficiente de atrito e baixa condutividade térmica. Como o elemento Cr tem um ponto de fusão mais alto que o elemento Ti, a empresa de revestimento desenvolveu um revestimento AlCrN no qual o Cr é substituído por Ti. Comparado com o TiAlN, a alta temperatura de oxidação do AlCrN pode ser significativamente melhorada, o coeficiente de atrito é menor, a capacidade de remoção de cavacos é mais forte, mas a dureza é ligeiramente reduzida.

Fig.4 A comparação da dureza de 3 materiais de revestimento diferentes

Para cermet, YNG151 pode ser usado. Para cermet revestido, YNG151C pode ser usado.