O que é carboneto?

O carboneto é uma liga metálica produzida pelo processo de metalurgia do pó, constituída por compostos duros de metais refratários e um metal ligante. Os carbonetos apresentam excelentes propriedades, como alta dureza, resistência ao desgaste, boa resistência à tração e tenacidade, resistência ao calor e resistência à corrosão. Destacam-se sua alta dureza e resistência ao desgaste, que permanecem praticamente inalteradas mesmo em temperaturas de até 500 °C e mantêm uma dureza significativa a 1000 °C.

Os carbonetos são amplamente utilizados como materiais para ferramentas de corte, incluindo ferramentas de torneamento, fresas, plainas, brocas, ferramentas de mandrilar, etc. São empregados na usinagem de uma variedade de materiais, incluindo ferro fundido, metais não ferrosos, plásticos, fibras sintéticas, grafite, vidro, pedra e aço comum. Além disso, os carbonetos podem ser utilizados para cortar materiais complexos, como aço resistente ao calor, aço inoxidável, aço com alto teor de manganês e aço para ferramentas.

O que é metalocerâmica?

A metalocerâmica é um material compósito composto por cerâmica e metal. É definida pelo comitê da ASTM (Sociedade Americana de Testes e Materiais) como um material compósito heterogêneo constituído por metal ou liga e uma ou mais fases cerâmicas, sendo que esta última tipicamente constitui de 15% a 85% em volume. É importante ressaltar que, na temperatura de preparação, há solubilidade mínima entre as fases metálica e cerâmica. Em um sentido restrito, a metalocerâmica refere-se a uma categoria de materiais dentro dos materiais compósitos em que tanto as fases metálicas quanto as cerâmicas possuem interfaces no espaço tridimensional.

Composição da metalocerâmica

As metalocerâmicas são criadas pela adição de pó metálico à argila utilizada na produção cerâmica, permitindo que a cerâmica resista a altas temperaturas sem se tornar facilmente quebrável. As metalocerâmicas com matriz metálica, também conhecidas como materiais reforçados por dispersão, são produzidas pela adição de pós finos de óxido a uma matriz metálica. Exemplos incluem alumina sinterizada (alumínio-alumina), berílio sinterizado (óxido de berílio-berílio), níquel TD (óxido de níquel-tório) e outros. São materiais compósitos compostos por uma ou mais fases cerâmicas e fases metálicas ou de liga.

Em um sentido mais amplo, as metalocerâmicas também abrangem ligas de compostos refratários, carbonetos e materiais para ferramentas diamantadas com ligas metálicas. A fase cerâmica na metalocerâmica consiste em óxidos ou compostos refratários com altos pontos de fusão e alta dureza, enquanto a fase metálica consiste principalmente em elementos de transição (ferro, cobalto, níquel, cromo, tungstênio, molibdênio, etc.) e suas ligas.

Classificação de metal-cerâmica

As metalocerâmicas são classificadas em duas categorias com base na porcentagem de cada fase componente: aquelas com matriz cerâmica e aquelas com matriz metálica. As metalocerâmicas com matriz metálica geralmente apresentam alta resistência à temperatura, baixa densidade, facilidade de processamento, resistência à corrosão e boa condutividade térmica. Portanto, são comumente utilizadas na fabricação de componentes estruturais para aeronaves e mísseis, pistões de motores, peças de máquinas químicas e muito mais.

As cerâmicas metálicas de matriz cerâmica podem ser subdivididas em vários tipos:

Cerâmicas metálicas à base de óxido

Usado para revestimentos de bicos de mísseis, cadinhos para fusão de metais e ferramentas de corte de metal.

Cerâmicas metálicas à base de carboneto

Utilizado na produção de ferramentas de corte, rolamentos de alta temperatura, anéis de vedação, matrizes de trefilação e lâminas de turbina.

Cerâmicas metálicas à base de nitreto

Menos comumente aplicado.

Cerâmicas metálicas à base de boreto

Menos comumente aplicado.

Cerâmicas metálicas à base de siliceto

Utilizando silicetos como matriz, combinados com quantidades parciais ou residuais de materiais metálicos. Entre eles, as cerâmicas metálicas de molibdênio siliconizadas encontram ampla aplicação na indústria.

A principal diferença entre os dois materiais

Distinção material
As lâminas de carboneto WC (carboneto de tungstênio) são produzidas utilizando pós metálicos avançados, como tungstênio-cobalto, tungstênio-samário, tungstênio-titânio, carboneto de tungstênio, etc., como matérias-primas, e passam por sinterização em alta temperatura e alta pressão para atingir sua forma final. Já as lâminas de cerâmica utilizam matérias-primas como óxido de alumínio, óxido de zircônio, etc., e são moldadas por meio de tratamento de sinterização em alta temperatura para criar um novo tipo de material.

Desempenho de corte

Dureza

As lâminas de cerâmica geralmente apresentam dureza maior do que as lâminas de carboneto WC (carboneto de tungstênio), atingindo níveis de 1800-2200HV, enquanto a dureza das lâminas de carboneto WC geralmente fica entre 1600-2000HV.

Desempenho de corte

Em comparação com as lâminas de carboneto WC, as lâminas de cerâmica oferecem maior precisão e superfícies de corte mais suaves. Obter resultados de usinagem de alta precisão geralmente requer apenas um único corte com lâminas de cerâmica. As lâminas de carboneto WC têm melhor desempenho no corte de materiais mais macios e, frequentemente, apresentam velocidades de corte mais rápidas.

Vida útil de corte

Lâminas de cerâmica apresentam maior resistência ao desgaste, resultando em maior vida útil. Lâminas de carboneto de tungstênio (WC) são geralmente mais adequadas para o processamento de peças em massa.

Desempenho físico

Dureza

As lâminas de cerâmica geralmente apresentam dureza maior do que as lâminas de carboneto WC (carboneto de tungstênio), atingindo níveis de 1800-2200HV, enquanto a dureza das lâminas de carboneto WC geralmente fica entre 1600-2000HV.

Desempenho de corte

Em comparação com as lâminas de carboneto WC, as lâminas de cerâmica oferecem maior precisão e superfícies de corte mais suaves. Obter resultados de usinagem de alta precisão geralmente requer apenas um único corte com lâminas de cerâmica. As lâminas de carboneto WC têm melhor desempenho no corte de materiais mais macios e, frequentemente, apresentam velocidades de corte mais rápidas.

Vida útil de corte

Lâminas de cerâmica apresentam maior resistência ao desgaste, resultando em maior vida útil. Lâminas de carboneto de tungstênio (WC) são geralmente mais adequadas para o processamento de peças em massa.

As diferenças entre os dois materiais

Desempenho de usinagem

As lâminas de cerâmica são relativamente frágeis e propensas a fraturas sob impacto externo. Em contraste, o processo de fabricação das lâminas de carboneto WC (carboneto de tungstênio) é simples, além de serem fáceis de usar e manter.

Preço e aplicabilidade

As lâminas de cerâmica são relativamente mais caras, mas são adequadas para processos de corte de alta precisão, como nas áreas de microeletrônica e semicondutores. Por outro lado, as lâminas de carboneto de tungstênio (WC) são mais econômicas e adequadas para aplicações de usinagem em larga escala.

Conclusão
Concluindo, as lâminas de carboneto WC (carboneto de tungstênio) e as lâminas de cerâmica apresentam vantagens e desvantagens. A escolha da lâmina adequada depende da peça e das características de processamento, considerando fatores como custo-benefício, vida útil da usinagem e eficácia geral.