Avaliação do comportamento em serviço de ferramentas de corte WC-Co em função das condições de jateamento

Abstract

Este estudo enquadra-se no âmbito da inovação e melhoria contínua de uma área empresarial muito concreta, a indústria das ferramentas de corte. O foco central é o desenvolvimento e percepção da relação entre o estado de tensões introduzido numa ferramenta de corte e a melhoria ou não das suas propriedades mecânicas e tribológicas com o mesmo. As pastilhas de corte estudadas são constituidas por carboneto de tungsténio com cobalto, ou seja, trata-se de um material cerâmico com uma percentagem ainda significativa de ligante metálico. Esta particulariedade leva a que não seja completamente linear a máxima de que a presença de tensões residuais de compressão controla e reduz a propagação de fendas por fadiga, uma vez que as falhas podem ocorrer pelo colapso de micro fissuras na superfície. Neste estudo o processo de eleição adoptado para a introdução de tensões na superfície da pastilha de corte, dentro da gama de tratamentos superficiais, foi o jateamento em meio húmido. Foram ensaiadas várias condições distintas de jateamento numa pastilha de corte com geometria simples. Estes corpos de prova foram avaliados por diversas técnicas de caracterização, sendo as mais relevantes a determinação da dureza por ensaios de identação e a determinação das tensões residuais por difração de Raios X. Os resultados do desempenho da pastilha de corte quando aplicada em torneamento e da adesão do revestimento da pastilha de corte previamente sujeita a jateamento são bastante animadores e comprovam os benefícios subjacentes à presença de tensões residuais de compressão numa ferramente de corte.

This study fits within the scope of innovation and continuous improvement of a very concrete business area, the cutting tools industry. The central focus is the development and perception of the relationship between the state of stress introduced in a cutting tool and the improvement or not of its mechanical and tribological properties therewith.The studied cutting pellets consist of tungsten carbide with cobalt, that is, it is a ceramic material with a still significant percentage of metal binder. This particularity leads to the fact that the presence of compressive residual stresses is not completely linear and reduces the propagation of cracks through fatigue, since the faults can occur due to the collapse of micro cracks in the surface.In this study the chosen process for the introduction of stresses on the surface of the cutting insert within the range of surface treatments was wet blasting. Several different blasting conditions were tested on a single geometry cutting insert.These specimens were evaluated by several characterization techniques, the most relevant being the determination of hardness by indentation tests and determination of residual stresses by X-ray diffraction.The results of the performance of the cutting insert when applied in turning and the adhesion of the sheeting of the cutting insert previously subjected to blasting are quite encouraging and prove the benefits underlying the presence of residual compression stresses in a cutting tool. In the future the purpose is the extrapolation of the results obtained to a more common and comercial available geometry.