BR0103109B1

BR0103109B1 - ferramenta de corte e processo de formação desta.

Info

Publication number: BR0103109B1
Application number: BRPI0103109-0A
Authority: BR
Inventors: Airoldi Vladimir Jesus Trava; Evaldo Jose Corat; Joao Roberto Moro
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2011-09-06
Also published as: CN100343029C; EP1392478A2; US20040137230A1; BR0103109A; US7700195B2; DE60227942D1; AU2002315586B2; CN1592672A; WO2002100612A3; JP4727143B2; EP1392478B1; JP2004528191A; ES2309179T3; WO2002100612A2

Description

"FERRAMENTA DE CORTE E PROCESSO DE FORMAÇÃO DESTA" Campo da Invenção

A invenção se refere a uma ferramenta de corte e a um processo de formação desta utilizando diamante crescido com técnicas químicas a partir da fase vapor - CVD (Chemical Vapor Deposition), doravante chamado de dimante-CVD e, mais especificamente, a uma ferramenta e a um processo de formação desta para uso em equipamento de ultra-som do tipo utilizada para corte, furação, abrasão e desgaste de qualquer tipo de superfície de materiais, tais como cerâmicas, vidros, ossos, dentina, nitretos, carbetos, pedras em mármore, granitos, etc, particularmente os materiais duros. Histórico da Invenção O uso de ultra-som em aplicações de corte, furação, abrasão, desgaste e limpeza é conhecido há bastante tempo. Suas vantagens também são reconhecidas, principalmente a habilidade de processar materiais em regiões de difícil acesso, onde o uso de processos rotativos ou que exijam uma grande amplitude de deslocamento não são possíveis.

Por usar vibrações mecânicas de baixa amplitude freqüência relativamente alta, uma característica importante dos processos de corte, furação, abrasão, desgaste e limpeza por ultra-som é o processamento apenas do material sob a ação direta da ferramenta, com mínima influência sobre as regiões vizinhas, implicando em grande precisão. Como ultra-som se propaga em materiais metálicos, é possível fazer ferramentas com diversos formatos e diversas angulações de acesso, o que permite não só o processamento na forma dada pela ferramenta, como faze-lo em regiões de difícil acesso (SU1456098; US4330278 ; US4505676).

Ferramentas de ultra-som têm projeto especial, que levam em consideração a propagação do ultra-som no material da ferramenta e o estabelecimento de um padrão de onda estacionária das vibrações mecânicas. Em geral, uma ferramenta é projetada para ter o máximo de vibração na sua região ativa e o mínimo de vibração nos suportes (W0200029178) . Quanto ao material da ferramenta, é importante que ele seja bom transmissor de ultra-som e que tenha uma alta resistência à ruptura por ação deste. Esta última característica do material da ferramenta é importantíssima, uma vez que a velocidade de processamento depende da intensidade do ultra-som e a máxima intensidade de uso pode estar limitada pela ruptura do material da ferramenta.

A região ativa da ferramenta de ultra-som depende do material a ser processado, sendo que em boa parte das aplicações, o uso de pontas metálicas do próprio material base da ferramenta é suficiente. Em processos de limpeza pode-se fazer pontas de materiais à base de resinas ou plásticos. Para processos de corte, furação, abrasão e desgaste é necessário que o material da ponta ativa da ferramenta seja mais duro, ou mais resistente ao desgaste, do que o material a ser processado. Assim, o uso de pontas ativas de materiais diferentes do corpo da ferramenta, ou com uma cobertura de material mais duro sobre o material do corpo da ferramenta, representam um desenvolvimento muito importante. No entanto, estas alternativas estão limitadas ao fato da interface que liga o material duro ao corpo da ferramenta ter de suportar a ação do ultra-som, sem que ocorra o seu rompimento.

Em particular, para o processamento de materiais muito duros ou que exijam cuidados especiais, como pedras, cerâmicas, vidros, ossos, dentina, nitretos, carbetos, etc., os processos de corte, furação, abrasão e desgaste por ultra-som são muito indicados, mas existe uma limitação na obtenção de ferramentas com pontas ativas de dureza e resistência adequadas a esta aplicação.

Alternativamente, onde é possível, usa-se pós abrasivos sob ação de ferramentas de menor dureza e também ferramentas diamantadas. No entanto, processos convencionais de diamantação são inadequados para uso em ferramentas de ultra-som. A aglutinação de pó de diamante, de diversas granulometrias, através da deposição eletroquímica de níquel, compósitos diamante- metal e diamante-resina, largamente usados em ferramentas convencionais, são inadequadas para ferramentas de ultra- som, pois os grãos de diamante se soltam com facilidade sob sua ação expondo-se, rapidamente, o metal da ferramenta à superfície do material em processamento. Para sobrepor estas limitações foram desenvolvidas ligas especiais, com diversos metais, para propiciar uma melhor molhabilidade dos grãos de diamante e, conseqüentementé, propiciar uma aglutinação de pó de diamante mais resistente à ação do ultra-som (SU563280; SU837610). Com estas modificações foi possível prolongar a vida destas ferramentas para alguns tipos de aplicações, mas ainda sem alcançar um nível adequado e desejável. Embora o uso de coberturas em diamante-CVD seja hoje empregado na confecção de ferramentas, não existem referências de sua aplicação em ferramentas de ultra-som (US 52 32 568; US5142785; US5376444; US5139372; US4707384; US5022 8 01; W009626303; BR9500117). Em algumas construções particulares de ferramenta de corte para ultra-som é desejável a utilização de um corpo básico desta em molibdênio, em função de ser este um material em que o ultra-som se propaga bastante bem e que tem alta resistência à ruptura sob a ação deste. Também é um material que, sob certas condições, permite o crescimento de diamante de boa qualidade e de relativa aderência. No entanto, sob o ambiente de crescimento de diamante, o molibdênio é extensamente carbonetado, transformando-se em carbeto de molibdênio, que é muito susceptível à ruptura sob a ação do ultra-som. Também, a aderência normalmente obtida por métodos convencionais entre o filme de diamante e o molibdênio, é insuficiente para que a interface suporte a ação do ultra-som, de intensidade moderada, sem o seu rompimento. Sumário da Invenção

Asâim é um objetivo da presente invenção apresentar uma ferramenta de corte do tipo utilizado em materiais de alta dureza, que permita a formação de pelo menos uma porção extrema ativa em diamante-CVD de alta resistência e durabilidade, de modo a suportar, por exemplo, a ação de ultra-som.

É um outro objetivo da presente invenção prover uma ferramenta de corte do tipo acima citado e que permita o crescimento, pelo menos em sua porção extrema ativa, de uma camada em diamante-CVD, independente do material constitutivo de dita ferramenta, dita camada apresentando uma substancial aderência ao material de constituição da dita ferramenta.

É ainda um outro objetivo da presente invenção apresentar um processo de formação de uma ferramenta de corte do tipo acima citado para uso em materiais de alta dureza.

Estes e outros objetivos são alcançados através de uma ferramenta de corte compreendendo um corpo básico apresentando uma porção extrema ativa revestida por um filme de diamante obtido pela técnica de crescimento CVD, compreendendo acidentes superficiais arranjados e dimensionados de modo a produzirem um substancial aumento da área de assentamento do filme de diamante e um aumentado grau de interferência mecânica com esse último.

A ferramenta de corte acima é obtida a partir de um processo de formação de ferramenta de corte compreendendo as etapas de: a- prover a porção extrema ativa com acidentes superficiais arranjados e dimensionados de modo a produzirem um substancial aumento da área de assentamento do filme de diamante e um aumentado grau de interferência mecânica com esse último; b- limpar física e quimicamente a superfície da porção extrema ativa; e c- submeter a porção extrema ativa a uma operação de nucleação do filme de diamante.

Breve Descrição dos Desenhos

A seguir a presente invenção será descrita com base nos desenhos em anexo, nos quais:

A figura 1 ilustra, esquematicamente, uma vista de uma porção extrema ativa de uma ferramenta, de formato cilíndrico, construída de acordo com a técnica anterior;

A figura 2 ilustra, esquematicamente, uma vista ampliada de parte da porção extrema ativa ilustrada na figura 1;

A figura 3 ilustra, esquematicamente, uma vista de uma porção extrema ativa de uma ferramenta, de formato cilíndrico, e formada com diamante-CVD pelo processo da presente invenção;

A figura 4 ilustra, esquematicamente, uma vista ampliada de parte da porção extrema ativa ilustrada na figura 3;

A figura 5 ilustra, esquematicamente, uma porção extrema ativa, de formato anelar, formada com diamante-CVD de acordo com o processo da presente invenção;

A figura 6 ilustra, esquematicamente, uma vista ampliada de parte da porção extrema ativa ilustrada na figura 5;

A figura 7 representa, esquematicamente, uma vista em corte longitudinal de uma porção extrema ativa apresentando uma camada de diamante-CVD crescido sobre dita porção extrema ativa pelo processo da presente invenção;

A figura 8 ilustra, esquematicamente e em vista frontal, um diagrama de um reator de crescimento de diamante-CVD do tipo utilizado para o processo de formação de ferramenta de corte da presente invenção, ilustrando a disposição das corpos básicos no interior de dito reator, prontos para desenvolverem o crescimento de diamante; e

A figura 9 ilustra, esquematicamente e em vista ampliada, uma porção extrema ativa de um corpo básico de uma ferramenta de corte a ser formada de acordo com o processo da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

A presente invenção será descrita para uma ferramenta de corte, particularmente para uso com ultra-som, do tipo utilizada para corte, abrasão e outras atividades correlatas em material duro, dita ferramenta apresentando um corpo básico 1 tendo uma porção extrema ativa 2, revestida por um filme de diamante obtido pela técnica de crescimento CVD (fino ou espesso) e que define, após seu crescimento sobre a porção extrema ativa 2, uma camada de diamante em peça única.

Para fazer ferramentas de ultra-som recobertas com uma camada de diamante-CVD é necessário considerar os seguintes fatores: o material da ferramenta precisa ser bom transmissor de ultra-som e ter alta resistência à ruptura por ação deste; ser adequado à deposição de diamante-CVD, suportando as condições extremamente adversas do ambiente de deposição e permitindo o crescimento de filme de diamante de boa qualidade e com boa aderência; após a deposição do filme de diamante-CVD este material deve conservar suas propriedades relativas à aplicação com ultra-som; a aderência entre a cobertura de diamante-CVD e o material do corpo básico 1 da ferramenta deve ser suficientemente alta para suportar a ação do ultra-som na interface, sem que haja a delaminação da cobertura.

De acordo com a presente invenção a ferramenta de corte compreende, pelo menos em sua porção extrema ativa 2, acidentes superficiais 10 arranjados e dimensionados de modo a produzirem um substancial aumento da área de assentamento do filme de diamante-CVD e um aumentado grau de interferência mecânica com este último. A ferramenta da presente invenção é formada a partir de um processo que compreende as etapas de prover a porção extrema ativa 2 de um corpo básico 1 de um material metálico apropriado ao corte de materiais duro, com os acidentes superficiais 10, limpar física e quimicamente a superfície da dita porção extrema ativa 2, por exemplo, a partir do uso de banho de ultra-som com solventes desengordurantes de modo a retirar desta superfície, sujeiras provenientes de sua fabricação e manuseio, e submeter a porção extrema ativa 2 a uma operação de nucleação por exemplo, em um reator de crescimento de filme de diamante-CVD (figura 8) , para formação de uma camada de diamante 20, na forma de uma cobertura de diamante em peça única.

Em uma forma de realização da presente invenção, a limpeza física ocorre independente da ocorrência da limpeza química, na qual, por exemplo, a porção extrema ativa é submetida a uma operação de desengorduramento, preferivelmente a um banho de solvente desengordurante. Na forma de realização em descrição, dita etapa de limpeza física e química ocorre submetendo-se a porção extrema ativa 2 a um banho de ultrassom com solventes desengordurantes.

A provisão de acidentes superficiais 10 ocorre através de um processo mecânico de preparação da superfície da porção extrema ativa 2, por exemplo, com recartilhamento e/ou riscamento, denso, que propiciam, adicionalmente, um intertravamento mecânico do filme de diamante-CVD crescido e um aumento de área onde este filme fino ou espesso será crescido.

A etapa de preparação que segue à provisão dos acidentes superficiais 10 é obtida através de um processo de um tratamento de superfície em banhos de ultra-som com solventes; sub-implantação iônica na faixa de energia de, por exemplo, IOeV até cerca de 2000 eV, com átomos de pelo menos um dos grupos de átomos de nitrogênio e/ou carbono, oxigênio, e hidrogênio, podendo haver a formação de diferentes compostos, dependendo do material do corpo básico 1.

Em uma forma de realização da presente invenção, anteriormente à etapa de nucleação do filme de diamante é prevista uma etapa adicional de submeter a porção extrema ativa 2 a uma operação de retirada de óxidos da superfície de dita porção extrema ativa 2, por exemplo, submetendo-se esta última a uma limpeza em ambiente rico em hidrogênio atômico. Esta retirada de óxidos possibilita um aumento da aderência do filme de diamante a ser crescido sobre a referida porção extrema ativa 2. Os processo mecânicos de recartilhamento e/ou riscamento denso podem ser idênticos para qualquer tipo de corpo básico 1, enquanto que a limpeza e o processo de limpeza em ambiente de hidrogênio poderão ser diferentes, dependendo do material de dito corpo básico 1.

Em uma forma de realização da presente invenção, quando o material da porção extrema ativa 2 não permite um adequado crescimento de filme de diamante, o processo de formação de ferramenta de corte em descrição provê uma etapa adicional, posteriormente à etapa de limpeza física e química descrita, na qual dita porção extrema ativa 2 é submetida a um tratamento superficial com bombardeamento iônico, em intensidade e em tempo calculados de modo a quimicamente transformarem a superfície da porção extrema ativa 2 adequada à nucleação, dito bombardeamento sendo, por exemplo, por sub-implantação iônica por imersão iônica ou por descarga em corrente contínua. Na etapa de preparação com sub-implantação iônica por imersão iônica, esta pode ocorrer com uma faixa de energia de, por exemplo, cerca de 0,2keV a IOOkeV. Esta etapa ocorre devido à necessidade de melhoria da aderência, e utiliza, por exemplo, íons de nitrogênio e/ou carbono e/ou hidrogênio, com possível formação de compostos. Este tratamento provê um aumento de aderência entre a cobertura de diamante-CVD e o material do corpo básico 1 da ferramenta, inibindo a difusão do carbono e do hidrogênio para o interior de dito corpo básico 1, protegendo o material deste para que este não perca as características de propagação de ultra-som e resistência â ruptura sob a ação do ultra-som, durante o processo de deposição do diamante-CVD, devido à inibição da formação de uma camada extensa de carboneto e de hidrogênio quando dito material é, por exemplo, um aço ou suas ligas, molibdênio ou suas ligas, nióbio ou suas ligas e titânio ou suas ligas.

Com a etapa de sub-implantação iônica, a superfície da porção extrema ativa 2 e uma camada desta última imediatamente abaixo de dita superfície passam a agregar uma camada modificada, preferivelmente íons de nitrogênio, carbono e hidrogênio, que melhoram a aderência do filme de diamante a ser crescido sobre a porção extrema ativa 2.

O processo de formação de ferramentas de corte da presente invenção ocorre, por exemplo, no interior de um reator próprio de crescimento de CVD (figura 8) e onde, entre um conjunto de corpos básicos 1 estão colocados filamentos 3, cada corpo básico 1 estando suportado por um respectivo porta-substrato 4 apoiados em uma base 5, por exemplo, móvel verticalmente (ou rotacionalmente, no caso de ferramentas anelares do tipo ilustrada na figura 6) , de modo a permitir um deslocamento relativo dos corpos básicos 1 em relação aos filamentos 3.

A figura 9 ilustra uma porção extrema ativa 2 de um corpo básico 1 apresentando os acidentes superficiais 10, sobre os quais será feito o crescimento de diamante-CVD de acordo com a presente invenção.

0 controle do crescimento de grãos de diamante quanto, por exemplo, à sua uniformidade em toda a extensão da porção extrema ativa 2 de cada corpo básico 1, é obtido através do controle de alguns parâmetros tais como a distância entre os filamentos 3 e os corpos básicos 1.

Os parâmetros de crescimento são fundamentais para garantir uma superfície rugosa, obtendo-se predominância da estrutura cristalográfica (111), cujos grãos, completamente coalescidos, são de tamanhos convenientes para o uso abrasivo a partir da ação energética do ultra- som.

As ferramentas preparadas de acordo com a presente invenção dispensam qualquer tipo de solda especial, pois o diamante já está retido ao próprio material da porção extrema ativa 2 do corpo básico 1 e nas dimensões desejadas.

A solução da presente invenção resulta em uma ferramenta cuja ponta extrema ativa 2 apresenta uma elevada durabilidade, cerca de 30 vezes mais durável do que uma esquemat icamente, nas figuras 1 e 2, onde a porção extrema ativa 2 recebe uma camada diamantada formada por galvanização de grãos de diamante, definindo uma estrutura que apresenta as deficiências já comentadas anteriormente.

A presente solução possibilita a obtenção de diferentes formas de pontas extremas ativas 2 que têm emprego onde o uso de ferramentas rotativas não é permitido, ou pelo menos não é aconselhável, como por exemplo, no tratamento odontológico (US3956826) com retro-instrumentação e/ou onde o acesso de sistemas rotativos (US5875896) ou que necessitam de movimento para a remoção de material por processo abrasivo não é permitido.

Acrescenta-se, ainda, que as ferramentas de corte obtidas com a presente invenção podem ser utilizadas em substituição às ferramentas rotativas já existentes, pois sua velocidade de corte é também relativamente grande e apresenta um acabamento melhor em relação aos dispositivos para rotação, além de garantir um menor traumatismo ao material em tratamento, qualquer que seja o material sob a ação do dispositivo de ultra-som.

Estas ferramentas, cuja ação de perfuração e/ou desgaste é feita por meio de ultra-som, podem apresentar formas retas ou angulares (cilíndrica, cônica, cônica invertida, esférica, chama, anelar, etc.), propiciando uma intervenção abrasiva ou de perfuração, em regiões de difícil acesso, em qualquer tipo de aplicação, quer seja cirúrgico na odontologia e/ou na medicina como em processos industriais.

A ferramenta da presente solução apresenta as vantagens de: ser substancialmente menos danosa para o material em intervenção, por produzir menos impacto que o movimento de rotação; um melhor acabamento final da abrasão ou da perfuração, pois controlando-se a amplitude de vibração do ultra-som, a preparação da porção extrema ativa 2 e o tamanho de grão do diamante-CVD, controla-se a rugosidade definida para a porção extrema ativa 2 pelos acidentes superficiais 10 nela; no caso de emprego na área de odontologia, evitar que ocorra o contato de metais com o tecido humano, ou qualquer material a ser desgastado; não produzir ruídos intensos observados em motores de alta rotação; apresentar um melhor acabamento de tratamento de superfície, isto é, com menos rugosidade; permite mais fácil limpeza da ferramenta após seu uso e, devido ao fato de se produzir menor impacto, se comparado com os processos de perfuração e/ou desgaste via dispositivos rotativos, causar menor trauma para o tecido em tratamento, pois o corte ou a perfuração ou um simples desgaste é mais preciso e menos agressivo, não causando fissuras na vizinhança da região a ser tratada. No caso dos dispositivos de formas anelares para corte e/ou desgastes principalmente em vidros, cerâmicas, pedras, etc., todas estas vantagens estão também presentes. No caso da utilização de brocas anelares em diamante-CVD (figuras 5 e 6) com técnicas de perfuração que usa o ultra-som, deve-se destacar que, com a presente solução, não se faz necessário o uso de pó adicional de material abrasivo para desgaste, còmo se faz com a técnica convencional, tornado-se um processo absolutamente limpo e sem a introdução de outros agentes de perfuração. Nas soluções convencionais, as ferramentas utilizadas para os mesmos fins, tanto nas áreas de odontologia e medicina, como perfurações industriais de vidros, cerâmicas, etc. e que são fabricadas com pó de diamante (soldados galvanicamente, tal como ilustrado nas figuras 1 e 2, ou por outro processo, a um material de suporte) tem esse pó de diamante se desprendendo com relativa facilidade, expondo a superfície em tratamento ao contato com o metal de suporte e resultando em uma vida útil muito curta.

As ferramentas de corte da presente invenção (figuras 3 a 6) , nas quais a camada de diamante crescido por técnica de crescimento CVD formam uma peça única na porção extrema ativa 2 do corpo básico 1 de dita ferramenta, diferem daquelas convencionalmente obtidas, propiciando uma vida longa de uso, sem soltura de diamantes e sem permitir que a superfície sob intervenção seja exposta ao material de suporte. A característica de uma porção extrema ativa 2 na forma de uma camada em peça única e completamente contínua em diamante e, ao mesmo tempo, rugosa com granulometria que pode ser pequena, garante acabamento e precisão de perfuração e desgaste desejáveis. Esta característica de formação em peça única e ainda de camada de diamante com granulometria substancialmente uniforme é observada nas figuras 3 a 6.

A superfície rugosa é conseguida fazendo controle adequado dos parâmetros de crescimento do diamante-CVD, tais como o tamanho dos grãos que podem ser controlados para serem crescidos entre, por exemplo, 20 a 100 micrômetros em uma porção extremas ativa 2 provida, por exemplo, com acidentes superficiais 10 produzidos nesta anteriormente à deposição de uma camada de filme de diamante do tipo CVD e que reproduza tais acidentes superficiais ou ainda obtidos, por exemplo, sobre uma camada intermediária 3 0 em material apresentando as características de transmissão e de resistência e ainda compatibilidade ao crescimento de diamante e que é provida ao corpo básico 1, quando o material deste não for compatível ao crescimento de diamante, tal como ocorre, por exemplo, com os aços e não for realizada a etapa de submeter a porção extrema ativa 2 à sub- implantação iônica descrita anteriormente. A provisão de dita camada intermediária 30 permite que a superfície da porção extrema ativa 2 fique apta à nucleação de filme de diamante sobre ela.

Apesar de o molibdênio e suas ligas (assim como outros materiais) apresentarem propriedades para trabalhar com ultra-som, são inadequados para a deposição de diamante e/ou têm suas propriedades alteradas quando submetidos às altas temperaturas de crescimento de diamante, em um ambiente contendo alta concentração de hidrogênio e carbono, como ocorre com a técnica de crescimento de diamante-CVD em questão. Sob o ambiente de crescimento de diamante, o molibdênio é extensamente carbonetado, transformando-se em carbeto de molibdênio, que é muito susceptível à ruptura sob a ação do ultra-som. Também, a aderência normalmente obtida por métodos convencionais entre o filme de diamante e o molibdênio, é insuficiente para que a interface suporte a ação do ultra-som, de intensidade moderada, sem o seu rompimento. Em função disso, a presente invenção provê uma solução apresentando uma camada intermediária 3 0 que permite uma deposição aderente do filme de diamante-CVD e um processo de recuperação das propriedades após esta deposição. De acordo com a presente invenção, a camada intermediária apresenta, externamente, acidentes superficiais 10 que produzem um substancial aumento da área de assentamento 20 do filme de diamante e um aumentado grau de interferência mecânica com este último.

Em uma opção construtiva possível a camada intermediária 30 reproduz os acidentes superficiais 10 da porção extrema ativa 2, dita camada intermediária 30 sendo, por exemplo, um filme depositado sobre a porção extrema ativa

2. Em uma outra opção construtiva, a camada intermediária 30 é tratada, após sua deposição sobre a porção extrema ativa 2, de modo a apresentar também acidentes superficiais, externos, obtidos por técnica apropriada e de modo a produzir um substancial aumento da área de assentamento do filme de diamante e um aumentado grau de interferência mecânica com esse último.

De acordo com a presente invenção e sendo a ferramenta do tipo a ser utilizada em ultra-som, o material do corpo básico 1 é constituído em um material metálico apresentando boa transmissão de ultra-som, alta resistência à ruptura sob ação deste, capacidade de conservação de ditas propriedades e adequado ao crescimento de diamante-CVD.

No caso de um corpo básico 1 em um material selecionado, esta camada intermediária 3 0 pode ser um filme em carbeto de silício.

No caso de ferramentas para uso com ultra-som, cuja amplitude e freqüência são calculadas de acordo com o uso especifico, o material do corpo básico 1 fica também especificado em função da freqüência de ultra-som e de sua potência.

De acordo com a presente invenção, o material do corpo básico 1 da ferramenta de corte em descrição pode ser selecionado ainda de um dos grupos constituindo de aços e suas ligas, molibdênio e suas ligas, nióbio e suas ligas e titânio e suas ligas.

Para obtenção de uma desejada característica de abrasão e corte, por exemplo, a presente invenção controla as características dos acidentes superficiais 10 produzidos na porção extrema ativa 2, por exemplo, formados por recartilhamento e/ou riscamento e/ou jateamento, com areia, vidro, material particulado, etc, e/ou ainda desgaste da superfície da dita porção extrema ativa 2. De acordo com a presente invenção, este preparo da porção extrema ativa 2 permite não só um aumento da área da interface de deposição do diamante como também um aumento de área de interferência mecânica de retenção da camada de diamante-CVD crescido sobre dita porção extrema ativa 2. Deve-se destacar que o nível de aderência obtido entre o filme de diamante-CVD e o material do corpo básico 1 da ferramenta em descrição é tal que permite operações de corte, furação, abrasão e desgaste, que não eram possíveis com as ferramentas convencionais de ultra-som.

Claims

1. Ferramenta de corte utilizada em equipamento de ultra- som compreendendo um corpo básico (1) apresentando uma porção extrema ativa (2) revestida por um filme de diamante obtido pela técnica de crescimento de CVD, caracterizado pelo fato de compreender acidentes superficiais (10) arranjados e dimensionados de modo a produzirem um substancial aumento da área· de assentamento do filme de diamante e um aumentado grau de interferência mecânica com esse último, e uma camada modificada, agregada à porção extrema ativa (2) e a uma camada imediatamente abaixo da superfície da porção extrema ativa (2), e obtida por bombardeamento iônico a partir de pelo menos um dos íons de nitrogênio, carbono e oxigênio, sendo o material do corpo básico (1) selecionado do grupo consistindo de aços e suas ligas, mobibdênio e suas ligas, nióbio e suas ligas e titânio e suas ligas.

2. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os acidentes superficiais (10) serem obtidos por pelo menos uma das formas definidas por recartilhamento e riscamento.

3. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os acidentes superficiais (10) serem obtidos por pelo menos uma das formas definidas por desgaste e jateamento.

4. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, dita ferramenta sendo utilizada em equipamento de ultra-som, caracterizado pelo fato de o corpo básico (1) ser constituído em um material metálico apresentando boa transmissão de ultra-som, alta resistência à ruptura sob ação deste, capacidade de conservação de ditas propriedades e adequado ao crescimento do filme de diamante.

5. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a adequação do material do corpo básico (1) ao crescimento de diamante ser obtido pela provisão de uma camada intermediária (30) em material apresentando as características de transmissão e resistência e ainda compatibilidade ao crescimento de diamante, dita camada intermediária (30) contendo também acidentes superficiais (10) externos produzindo um substancial aumento da área de assentamento do filme de diamante e um aumentado grau de interferência mecânica com esse último.

6. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a camada intermediária (30) reproduzir os acidentes superficiais (10) da porção extrema ativa (2).

7. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a camada intermediária (3 0) ser na forma de um filme depositado sobre a porção extrema ativa (2).

8. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o filme ser em carbeto de silício.

9. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a porção extrema ativa (2) ter seção transversal anelar.

10. Processo de formação de ferramenta de corte utilizada em equipamento de ultra-som compreendendo um corpo básico (1) apresentando uma porção extrema ativa (2) revestida por um filme de diamante obtido pela técnica de crescimento de CVD, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a- prover a porção extrema ativa (2) com acidentes superficiais arranjados e dimensionados de modo a produzirem um substancial aumento da área de assentamento do filme de diamante e um aumentado grau de interferência mecânica com esse último; b- limpar física e quimicamente a superfície da porção extrema ativa (2); c- formar uma camada modificada, agregada à superfície da porção extrema ativa (2) e a uma camada imèdiatamente abaixo de dita superfície da porção extrema ativa (2) , por bombardeamento iônico a partir de pelo menos um dos íons de nitrogênio, carbono e oxigênio, e d- submeter a porção extrema ativa (2) a uma operação de nucleação do filme de diamante, sendo o material do corpo básico (1) selecionado do grupo consistindo de aços e suas ligas, mobibdênio e suas ligas, nióbio e suas ligas e titânio e suas ligas.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de, na etapa a, a porção extrema ativa (2) ser submetida a um dos processos de recartilhamento e riscamento.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo fato de, na etapa a, a porção extrema ativa (2) ser submetida a um dos processos de desgaste e jateamento.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de a etapa b incluir uma etapa de submeter a porção extrema ativa (2) a um banho de ultra- som.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 e 13, caracterizado pelo fato de a etapa b incluir uma etapa de submeter a porção extrema ativa (2) a uma operação de desengorduramento.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de, na operação de desengorduramento, a ponta extrema ativa (2) ser submetida a um banho de solventes desengordurantes.

16. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10, 11, 12, 13 ou 14, sendo a ferramenta de corte utilizada em equipamento de ultra-som, caracterizado pelo fato de compreender, anteriormente à etapa a, uma etapa de prover um corpo básico (1) constituído em um material metálico apresentando boa transmissão de ultra-som, alta resistênciá à ruptura sob ação deste, adequado ao crescimento do filme de diamãnte e capacidade de conservação de ditas propriedades após dito crescimento.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o bombardeamento iônico ser em intensidade e tempo calculados de modo a transformar quimicamente a superfície da porção extrema ativa (2) , adequada à nucleação.

18. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a etapa adicional ser por preparação com sub-implantação iônica na faixa de energia de cerca de IOeV até cerca de 2000eV.

19. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de a etapa adicional de sub- implantação iônica ser uma imersão iônica na faixa de energia de cerca de 0,2keV a cerca de IOOkeV.

20. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de a imersão iônica ser com átomos de pelo menos um dos grupos de carbono, nitrogênio, oxigênio e hidrogênio.

21. Processo, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de, na etapa adicional de sub- implantação iônica, a ponta extrema ativa (2) ser submetida a uma descarga em corrente contínua.

22. Processo, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de a descarga em corrente contínua ser com pelo menos um dos elementos definidos por nitrogênio, e carbono, em ambiente de hidrogênio.

23. Processo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa adicional de prover uma camada intermediária (3 0) de adequação do material do corpo básico (1) ao crescimento de diamante, em material apresentando as características de transmissão e resistência e ainda compatibilidade ao crescimento de diamante, dita camada intermediária contendo também acidentes superficiais (10) externos produzindo um substancial aumento da área de assentamento do filme de diamante e um aumentado grau de interferência mecânica com esse último.

24. Processo, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de reproduzir, com a camada intermediária (30), os acidentes superficiais (10) da porção extrema ativa (2).

25. Processo, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de incluir uma etapa adicional de depositar sobre a porção extrema ativa (2), um filme definindo a camada intermediária (30).

26. Processo, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de o filme ser em carbeto de silício.

27. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a porção extrema ativa (2) ter seção transversal anelar.

28. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender, anteriormente a etapa de nucleação, uma etapa adicional de submeter a porção extrema ativa (2) a uma operação de retirada de óxidos da superfície desta.

29. Processo, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de a etapa de retirada de óxidos ser obtida submetendo a porção extrema ativa (2) a uma limpeza em ambiente com hidrogênio atômico.