BR112019017703A2

BR112019017703A2 - Ferramenta de corte

Info

Publication number: BR112019017703A2
Application number: BR112019017703-5A
Authority: BR
Inventors: Åkesson Leif; Stenberg Anders; Maderud Carl-Johan; Norgren Susanne; Forssbeck Nyrot Elias
Original assignee: Sandvik Intellectual Property Ab
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2020-03-31
Also published as: EP3589767A1; RU2758426C2; RU2019126941A; KR102449638B1; US20210140018A1; JP2020514088A; US11261510B2; CN110268080B; EP3589767B1; JP7127050B2; WO2018158243A1; RU2019126941A3; EP3366795A1; BR112019017703B1; CN110268080A; KR20190124216A

Abstract

a presente invenção refere-se a uma ferramenta de corte compreendendo um substrato de carboneto cementado que compreende o wc, uma fase de ligante metálico e a fase gama, onde o carboneto cementado tem uma fase gama bem distribuída e onde o carboneto cementado tem uma quantidade reduzida de grãos de wc anormais. a ferramenta de corte de acordo com a invenção tem uma duração da ferramenta mais predita e uma resistência aumentada contra a deformação plástica.

Description

FERRAMENTA DE CORTE [0001] A presente invenção refere-se a uma ferramenta de corte que compreende um substrato de carboneto cementado contendo fase gama, onde o carboneto cementado tem uma fase gama distribuída uniformemente e uma quantidade reduzida de grãos de WC anormais.

Antecedentes [0002] As ferramentas de corte que compreendem substratos de carboneto cementado contendo fase gama são conhecidas na técnica.

[0003] Há sempre um esforço para obter ferramentas que sejam mais resistentes ao desgaste e, portanto, durem mais tempo. No entanto, também é importante que as ferramentas tenham uma duração predita da ferramenta, ou seja, que as ferramentas possam ser confiáveis para durarem por pelo menos uma determinada quantidade de tempo, a fim de tornar o planejamento da produção mais fácil. É comum que uma pessoa seja responsável por muitas máquinas que estejam executando operações de corte simultaneamente.

[0004] Cada máquina representa uma luz verde ou vermelha na tela, dependendo de estar ou não em execução. As ferramentas de corte são, para maximizar a produção, substituídas antes delas quebrarem. Isso é para evitar um tempo de inatividade não esperado. Ter uma duração mínima predita da ferramenta, portanto, tornará mais fácil maximizar a produção. A quebra prematura, inesperada da ferramenta resultará em um tempo de inatividade não esperado e há uma grande vantagem de sempre ter luzes verdes até a substituição planejada das ferramentas.

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2/24 [0005] Uma forma de obter uma ferramenta de corte com uma duração mais previsível da ferramenta, desse modo com menos quebras prematuras, é reduzir a formação de trinca e reduzir a taxa de propagação de trincas reduzindo o número de grandes defeitos.

[0006] Um objetivo da presente invenção é obter uma ferramenta de corte com uma quantidade reduzida de quebras prematuras no carboneto cementado.

[0007] Outro objetivo da presente invenção é obter uma ferramenta de corte com uma resistência melhorada contra a deformação plástica, quando usada em operações de usinagem.

Descrição dos Desenhos [0008] A Figura 1 mostra um gráfico cumulativo onde a área relativa cumulativa (eixo y) é representada graficamente contra a área da partícula (eixo x).

[0009] A Figura 2 mostra um diagrama mostrando os resultados do teste de dureza no Exemplo 5.

Descrição detalhada da presente invenção [0010] A presente invenção refere-se a uma ferramenta de corte compreendendo um substrato de carboneto cementado compreendendo o WC, uma fase de ligante metálico e a fase gama, onde o carboneto cementado tem uma fase gama bem distribuída. A distribuição da fase gama é de tal modo o que N e menos do que 80 pm , onde

N=^X/_Y onde X (pm ) e a area da partícula (eixo x) na área relativa cumulativa de 0,90 (eixo y) , em um gráfico cumulativo (de 0 a 1), onde a área da partícula cumulativa relativa das partículas da fase gama (eixo y) é

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3/24 representada graficamente contra a área da partícula (eixo x) e onde Y é um fator de correção

Y fração de área de carbonetos cúbicos e carbonitretos cúbicos fração de área de carbonetos e carbonitretos totais onde o gráfico cumulativo relativo e as frações de área são obtidas a partir da análise por EBSD.

[0011] Além disso, o carboneto cementado tem uma quantidade reduzida de grãos de WC anormais, de forma que a fração de área obtida a partir da análise por EBSD dos grãos de WC anormais definidos como fração de área dos grãos anormais área total de todos os grãos de WC > 10 x aWC_avárea total de todos os grãos de WC está entre 0 e 0,03.

[0012] A caracterização do carboneto cementado de acordo com a presente invenção é realizada usando a difração de retrodispersão de elétrons (EBSD). A EBSD é um método de SEM que escalona o feixe através da superfície da amostra por uma distância definida (o tamanho do passo) e determina a orientação de fase e cristalográfica da amostra em cada passo a partir do padrão de difração produzido quando a amostra é inclinada em 70° com a horizontal. Esta informação pode ser usada para produzir mapas da microestrutura da amostra que podem ser facilmente avaliados usando a informação cristalográfica para determinar o tamanho e a posição relativa dos limites dos grãos, das fases e dos grãos.

[0013] O carboneto cementado deve ter o mínimo de grãos de WC anormais possível. Por um grão de WC anormal

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4/24 normalmente se entende um grão de WC que é várias vezes maior que o tamanho médio do grão de WC. A quantidade de grãos de WC anormais é determinada a partir da análise por

EBSD do material	de	carboneto cementado.
[0014]	A	fração	de área dos grãos de WC anormais
é definida como	a	fração	de área dos grãos	de WC	que é
maior que 10 vezes	a área	média para os grãos	de WC,	UWCav f

relacionada à área total de grãos de WC.

fração de área dos grãos anormais área total de todos os grãos de WC > 10 x aWC_av área total de todos os grãos de WC [0015] De acordo com a presente invenção, a fração de área dos grãos anormais é de 0 a 0,03, preferivelmente de 0 a 0,025, mais preferivelmente de 0 a 0, 02 .

[0016] A fase gama, que é uma solução sólida de carbonetos e/ou carbonitretos cúbicos, é formada durante a sinterização de carbonetos e/ou carbonitretos cúbicos e WC e pode ser descrita como (W,M)C ou (W,M)(C,N), onde M é um ou mais de Ti, Ta, Nb, Hf, Zr, Cr e V.

[0017] A quantidade de fase gama é adequadamente de 3 a 25% em volume, preferivelmente de 5 a 17% em volume. Isto pode ser medido de maneiras diferentes, p.ex., fazendo uma análise de imagem de uma imagem de Microscópio Ótico Luminoso (LOM) ou um micrógrafo por Microscópio Eletrônico de Varredura (SEM) de uma seção transversal do substrato para calcular a fração média de fase gama. Quando o carboneto cementado for proporcionado com um gradiente na zona de superfície, a quantidade da fase gama, como dada neste documento, é medida no volume. A quantidade de fase

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5/24 gama também pode ser recuperada da análise por EBSD.

[0018] Em uma modalidade da presente invenção, a quantidade de Nb é entre 0,2 a 1% em peso, a quantidade de Ta é entre 2 e 3% em peso e a quantidade de Ti é entre 1,6 e 2,1% em peso com base na quantidade total de carboneto cementado.

[0019] A distribuição da fase gama deve ser a mais uniforme possível. A análise por EBSD da fase gama tem sido realizada sobre as partículas da fase gama, i.e., não os grãos da fase gama. Através do processamento dos dados da EBSD, é possível escolher se as partículas ou os grãos devem ser medidos. Por grão entende-se neste documento um único cristal, ao passo que uma partícula contém 2 ou mais grãos em contato direto um com o outro.

[0020] De acordo com a presente invenção, a fase gama é bem distribuída com um tamanho de partícula controlado.

[0021] A distribuição da fase gama é determinada o através da analise por EBSD e e dada pelo valor de N (pm ) , onde:

N=^X/_Y [0022] A área da partícula relativa cumulativa das partículas da fase gama (eixo y) a partir da análise por EBSD é representada graficamente contra a área da partícula (eixo x) . Veja a Figura 1. A partir do gráfico cumulativo, a área da partícula (eixo x) na área relativa cumulativa de 0,90 (eixo y) , valor X (pm ), e obtida. Se nenhum valor corresponder exatamente a 0,90, uma média dos dois valores abaixo e acima de 0,90 é usada como X.

[0023] O valor Y é um fator de correção para

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6/24 correlacionar para diferentes quantidades de fase gama no carboneto cementado. Y é a razão entre a fração de área de carbonetos cúbicos e carbonitretos cúbicos (fase gama) dividida pela quantidade total de carbonetos e carbonitretos, i.e., tanto WC (hexagonal) quanto fase gama (cúbica). As frações de área são obtidas a partir dos dados da EBSD.

fração de área de carbonetos cúbicos e carbonitretos cúbicos fração de área de carbonetos e carbonitretos totais [0024] De acordo com a presente invenção, a distribuição da fase gama, N, é adequadamente menos do que 80 pm , de preferencia de 15 a 75 pm , mais preferivelmente de 35 a 7 0 pm².

[0025] Em uma modalidade da presente invenção, o substrato de carboneto cementado compreende uma zona de superfície enriquecida em fase de ligante reduzida de fase gama.

[0026] A espessura da zona de superfície é adequadamente de 10 a 35 pm. A espessura é medida entre a superfície do substrato e o limite entre a fase gama contendo o volume e a zona de superfície que está reduzida de fase gama. Em uma imagem de SEM ou LOM, esse limite é fácil de identificar, pois é bastante distinto. As medições da espessura da zona de superfície devem ser feitas preferivelmente sobre uma superfície plana, preferivelmente sobre a face do lado, não muito próxima da extremidade de corte. Por isto é entendido neste documento que as medições devem ser realizadas pelo menos 0,3 mm da extremidade de corte.

[0027] Por enriquecida em ligante entende-se

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7/24 neste documento que o teor da fase de ligante na zona superficial é pelo menos 1,3 vez o teor da fase de ligante no volume. 0 teor da fase de ligante na zona de superfície é adequadamente medido em uma profundidade de metade da espessura total/profundidade da zona de superfície. Por volume é definido neste documento como a área que não é a zona de superfície. Todas as medições realizadas sobre o volume devem ser realizadas em uma área não muito próxima da zona de superfície. Por isto é entendido neste documento que quaisquer medições feitas na microestrutura do volume devem ser realizadas a uma profundidade de pelo menos 200 pm da superfície.

[0028] Por reduzida de fase gama entende-se neste documento que a zona de superfície não contém, ou contém muito poucas, partículas da fase gama, isto é, menos do que 0,5% de área.

[0029] A fase de ligante é adequadamente selecionada a partir de um ou mais de Fe, Co e Ni, preferivelmente Co, em uma quantidade de 2 a 20% em peso do corpo sinterizado, preferivelmente de 4 a 12% em peso do corpo sinterizado.

[0030] Em uma modalidade da presente invenção, o teor de Co é entre 4 a 9% em peso, de preferência entre 4,5 a 8% em peso do corpo sinterizado.

[0031] Em uma modalidade da presente invenção, quando Cr estiver presente no carboneto cementado, parte do Cr está dissolvido na fase de ligante.

[0032] O carboneto cementado pode também compreender outros constituintes comuns na técnica dos carbonetos cementados. Quando um material reciclado (PRZ)

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8/24 for usado, o Zr, V, Zn, Fe, Ni e Al também podem estar presentes em pequenas quantidades.

[0033] Em uma modalidade da presente invenção, a quantidade de Nb é entre 0,2 a 1% em peso, a quantidade de Ta é entre 2 a 3% em peso, a quantidade de Ti é entre 1,6 a 2,1% em peso e o teor de Co é entre 4,5 a 8% em peso com base na quantidade total do carboneto cementado. Além o disso, N e menos do que 80 pm e a fração de area dos grãos anormais é de 0 a 0,03.

[0034] Em uma modalidade da presente invenção, o inserto de carboneto cementado é proporcionado com um revestimento de CVD (Deposição Química por Vapor) ou PVD (Deposição Física por vapor) resistente ao desgaste.

[0035] Ainda em outra modalidade da presente invenção, o inserto de carboneto cementado é proporcionado com um revestimento de CVD resistente ao desgaste.

[0036] Ainda em outra modalidade da presente invenção, o inserto de carboneto cementado é proporcionado com um revestimento de CVD resistente ao desgaste compreendendo várias camadas, adequadamente pelo menos uma camada de carbonitreto de metal e uma camada de AI2O3, de preferência pelo menos uma camada de Ti(C,N) e o «-AÍ2O3 e, opcionalmente, uma camada externa de TiN.

[0037] O revestimento também pode ser submetido a tratamentos adicionais conhecidos na técnica, tais como a escovação, a limpeza por jateamento etc.

[0038] Por ferramenta de corte entende-se neste documento um inserto, fresa de topo ou broca.

[0039] Em uma modalidade da presente invenção, a ferramenta de corte é um inserto, de preferência um inserto

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9/24 rotativo .

[0040] Em uma modalidade da presente invenção, o substrato de carboneto cementado é usado para o torneamento em aço, ferro fundido ou aço inoxidável.

Exemplo 1 [0041] Os substratos de carboneto cementado foram fabricados primeiramente pré-moendo o material de carboneto cementado reciclado (PRZ, reciclado usando o processo de Zn) juntamente com (Ta,Nb)C, (Ti,W)C, Ti(C,N) em um líquido de moagem de etanol e água (9% em peso de água). A razão entre o pó e o líquido de moagem foi 4524 g de pó/1 L de líquido de moagem. A moagem foi realizada em um moinho agitado chamado LABSTAR, da Netzsch, que é um moinho agitado horizontal onde a pasta é circulada entre a câmara de moagem e um tanque de retenção. A pasta foi molda a 1500 rpm para uma energia acumulada de 0,36 kWh.

[0042] A quantidade de PRZ, i.e., o material reciclado, é 40% em peso do peso total de pó. Na Tabela 2, é mostrada a composição em % em peso para o PRZ usado. As matérias-primas restantes são adicionadas em quantidades tais de modo que seja obtida a composição na Tabela 1.

[0043] Após a etapa de pré-moagem, os pós de WC, Co e o PEG (poli etileno glicol) foram adicionados à pasta e o líquido de moagem foi adicionado à pasta para que 10 kg de pó/2,3 L de líquido de moagem e todos os pós fossem então moídos juntos a 1500 rpm para uma energia acumulada de 1,18 kWh. A quantidade de PEG foi 2% em peso do peso total de pós secos (PEG não incluído no peso total de pós secos).

[0044] O pó de WC era um pó de WC comercial da

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Wolfram Bergbau und Hütten AG, chamado HTWC030, que é um WC carburado em alta temperatura. O tamanho médio de partícula (FSSS) após a moagem da ASTM era 2,9 pm.

[0045] A pasta foi então secada por pulverização em aglomerados que foram então submetidos a uma operação de prensagem, em uma prensa hidráulica da Fette, para formar corpos verdes.

[0046] Os corpos verdes foram então sinterizados primeiramente efetuando a desparafinação em H2 em até 450 °C, o aquecimento a vácuo até 1350 °C. Depois disso, uma atmosfera protetora de fluente de 1960 Pa (20 mbar) de Ar e 1960 Pa (20 mbar) de CO é introduzida e, em seguida, mantendo a temperatura a 1450°C por 1 h.

[0047] O carboneto cementado obtido é daqui em diante indicado como Invenção 1.

[0048] Para comparação, os substratos de carboneto cementado foram fabricados da mesma maneira que a Invenção 1, com as diferenças que o peso do pó na etapa de pré-moagem era 4425 g, a segunda etapa de moagem foi realizada para uma energia acumulada de 1,02 kWh e que foi usado um WC convencional (não carburado em alta temperatura), com um tamanho médio de partícula (FSSS) após a moagem da ASTM de 7,15 pm. O carboneto cementado obtido é daqui em diante indicado como Comparativo 1.

[0049] Ambos os materiais obtidos, Invenção 1 e Comparativo 1, têm uma zona de superfície enriquecida em fase de ligante reduzida de fase gama, com uma espessura de 19,8 e 22,3 pm, respectivamente.

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Tabela 1

	Co (% em peso)	NbC (% em peso)	TaC (% em peso)	TiC (% em peso)	TiN (% em peso)	WC
Invenção 1	5, 35	0,47	2,88	1, 88	0,40	Balanço
Comparativo 1	5, 35	0,47	2,88	1, 88	0,40	Balanço

Tabela 2

W	Co	Nb	Ta	Ti	Cr	Zr	V	Zn	C	N	0
82,1 1	8, 1 0	0,7 2	1, 6 3	1, 1 6	0, 1 2	0, 0 9	0, 00 7	0, 00 1	5, 7 4	0, 0 6	0, 1 4

[0050] O restante do pó de PRZ (até 100%) são quantidades mínimas de Fe, Ni e Al.

Exemplo 2 (Microestrutura) [0051] A microestrutura dos materiais sinterizados também foi analisada por EBSD. Foram usadas 4 imagens de 60*100 pm.

[0052] Os insertos foram preparados para a caracterização por difração de retrodispersão de elétrons (EBSD) polindo a seção transversal do material volumoso, usando o polimento mecânico, usando uma pasta de diamante até um tamanho de diamante de 1 pm, seguido por uma etapa de polimento por íon realizada em um Hitachi E3500.

[0053] As amostras preparadas foram montadas sobre um suporte de amostras e inseridas no microscópio eletrônico de varredura (SEM). As amostras foram inclinadas 70° em relação ao plano horizontal e na direção do detector de EBSD. O SEM usado para a caracterização foi um Zeiss Supra 55 VP, usando uma abertura da objetiva de 240 pm, aplicando o modo High current e operado no modo alto vácuo (HV). O detector de EBSD usado foi um Nordlys

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Detector da Oxford Instruments, operado usando a versão 3.1 do software AZtec da Oxford Instruments. As aquisições de dados da EBSD foram feitas aplicando um feixe de elétrons focalizado às superfícies polidas e adquirindo sequencialmente os dados da EBSD usando um tamanho de passo de 0,1 pm para pontos de medição de 1000x600 pm. Ao realizar a análise por EBSD para este propósito, o número de imagens deve ser escolhido de forma que a área total a partir da qual os dados da EBSD são obtidos deva ser pelo menos 12 000 pm^{* 2}.

As configurações do SEM

Tensão de Aceleração

Tamanho da abertura

Alta corrente

Distância de trabalho

Distância da inserção do

Grupamento Grupo de

Padrão de Otimizar

Compartimento

Ganho

Média de quadros

Número de quadros

Fundo estático

Fundo Automático

Solver de Otimizar

Número de Bandas

Resolução de Hough

Detectar

Ajuste avançado

0 kV

0 pm

Ligada

8,5 mm detector 171 mm

1: Co (cúbico) + Fase carboneto cúbico

2x2

200

Ligado

Extremidades

Desligado

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Aplicar refinamento Ligado [0054] As fases de referência foram:

WC (hexagonal), 59 refletores, Acta Crystallogr., [ACCRA9], (1961), vol.14, páginas 200-201

Co (cúbico), 68 refletores, Z. Angew. Phys., [ZAPHAX], (1967), vol. 23, páginas 245-249

Co (hexagonal), 50 refletores, Fiz. Met. Metalloved, [FMMTAK], (1968), vol. 26, páginas 140-143

Fase de carboneto cúbico, TiC, 77 refletores, J.

Matter. Chem. [JMACEP], (2001), vol. 11, páginas 2335-2339 reflectors [0055] Uma vez que estes carbonetos cementados compreendem duas fases cúbicas, a fase de ligante de Co e a fase gama, deve se ter cuidado para que as fases sejam identificadas corretamente, i.e., que a indexação seja exata. Isto pode ser feito em várias maneiras, uma maneira é, sobre a mesma amostra, também fazer uma imagem de EDS ou retrodispersão, que depende da composição química das fases e, por meio disso, mostra a diferença entre o ligante e a fase gama, para comparação.

[0056] Os dados da EBSD foram coletados no AZtec e analisados no HKL Channels (HKL Tango versão 5.11.20201.0), pela Oxford Instruments. A redução de ruído foi realizada através da remoção dos picos descontrolados e da execução do nível de extrapolação da solução zero 5. Os grãos de WC foram determinados com um ângulo de desorientação crítica de 5 graus. Os limites dos grãos entre os grãos da fase gama foram eliminados, de modo que apenas as partículas da fase gama foram analisadas. Isso

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14/24 foi feito no Canal 5 ajustando a desorientação crítica para 90 graus. Todas as partículas de menos do que 4 pixels (0,04 pm ) foram eliminadas como ruído.

[0057] A distribuição da fase gama é determinada através da analise por EBSD e e dada pelo valor N (pm ) , onde:

N=^X/_Y [0058] A área da partícula relativa cumulativa das partículas da fase gama (eixo y) a partir da análise por EBSD é representada graficamente contra a área da partícula (eixo x) . A partir do gráfico cumulativo, a área da partícula (eixo x) na área relativa cumulativa de 0,90 (eixo y), valor X (pm ), e obtida. Se nenhum valor corresponder exatamente a 0,90, uma média dos dois valores abaixo e acima de 0,90 é usada como X.

[0059] O valor Y é um fator de correção para correlacionar para diferentes quantidades de fase gama no carboneto cementado. Y é a razão entre a fração de área de carbonetos cúbicos e carbonitretos cúbicos (fase gama) dividida pela quantidade total de carbonetos e carbonitretos, ou seja, tanto WC (hexagonal) quanto fase gama (cúbica). As frações de área são obtidas a partir dos dados da EBSD.

/ração de área de carbonetos cúbicos e carbonitretos cúbicos fração de área de carbonetos e carbonitretos totais [0060] A fração de área dos grãos de WC anormais é definida como a fração de área dos grãos de WC que é maior do que 10 vezes a área média para os grãos de WC, aWC_av, relacionada à área total dos grãos de WC.

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15/24 fração de área dos grãos anormais área total de todos os grãos de WC > 10 x aWC_av área total de todos os grãos de WC [0061] Os resultados podem ser vistos na Tabela .

[0062] Na Tabela 3, são mostrados a Coercividade (Hc) e o magnetismo de saturação magnética específico do peso.

[0063] A coercividade e o magnetismo de saturação magnética específico do peso foram medidos usando um Foerster Koerzimat CS1.096.

Tabela 3

	Hc (kA/m)	magnetismo de saturação magnética específico do peso (10~⁶Tm³/kg)	Fração de área dos grãos de WC anormais	Distribuição da fase gama, N (pm²)
Invenção 1	15, 25	9, 37	0,0162	41,7
Comparativo 1	15, 06	9, 19	0,0415	45, 0

Exemplo 3 [0064] Os substratos de carboneto cementado foram fabricados primeiramente pré-moendo o material de carboneto cementado reciclado (PRZ) juntamente com (Ta,Nb)C, (Ti,W)C, Ti(C,N) e PEG (poli etileno glicol) em um líquido de moagem de etanol e água (9% em peso de água). A razão entre o pó e o líquido de moagem foi 5481 g de pó/1,35 L. A moagem foi realizada em um moinho agitado chamado LABSTAR, da Netzsch, que é um moinho agitado horizontal onde a pasta está circulando entre a câmara de moagem e um tanque de retenção. A pasta foi molda a 1500 rpm para uma energia acumulada de 0,56 kWh.

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16/24 [0065] A quantidade de PEG era 2% em peso do peso total de pós secos (PEG não incluído no peso total de pós secos).

[0066] Após a etapa de pré-moagem, os pós de WC e Co foram adicionados à pasta e adicionou-se o líquido de moagem à pasta para que 10 kg de pó/2,3 L de líquido de moagem e todos os pós fossem depois moídos a 1150 rpm para uma energia acumulada de 1,15 kWh [0067] A pasta foi então secada por pulverização em aglomerados que foram então submetidos a uma operação de prensagem, em uma prensa hidráulica da Fette, para formar os corpos verdes.

[0068] A quantidade de PRZ, isto é, o material reciclado, era 50% em peso do peso total de pós. Na Tabela 5, é mostrada a composição em % em peso para a batelada 611 de PRZ usada. O restante das matérias-primas e adicionado em quantidades tais de modo que seja obtida a composição da Tabela 4.

[0069] Os corpos verdes foram então sinterizados primeiramente efetuando-se a desparafinação em H₂ em até 450 °C, o aquecimento a vácuo até 1350 °C. Depois disso, uma atmosfera protetora de fluente de 1960 Pa (20 mbar) de Ar e 1960 Pa (20 mbar) de CO é introduzida e, em seguida, mantendo-se a temperatura em 1450°C por 1 h.

[0070] O pó de WC era um pó de WC comercial da Wolfram Bergbau und Hütten AG, chamado HTWC040, que é um WC carburado em alta temperatura. O tamanho médio de partícula (FSSS) após a moagem da ASTM era 3,9 pm.

[0071] O substrato de carboneto cementado é indicado como Invenção 2.

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17/24 [0072] Para comparação, um substrato, Comparativo 2, foi fabricado primeiramente moendo todos os pós de matéria-prima em um moinho de bolas convencional, durante 14 h, i.e., nenhuma pré-moagem é efetuada.

[0073] As matérias-primas eram as mesmas que para a Invenção 2, com as diferenças que outra batelada de PRZ foi usada, batelada 576, ver a Tabela 5, e que um WC convencional (não carburado em alta temperatura) foi usado, com um tamanho médio de partícula (FSSS), após a moagem da ASTM, de 4,80 pm. O restante das matérias-primas é adicionado em quantidades tais de modo que seja obtida a composição da Tabela 4.

[0074] A pasta foi então secada por pulverização em aglomerados que foram então submetidos a uma operação de prensagem, em uma prensa hidráulica da Fette, para formar os corpos verdes, que foram subsequentemente sinterizados da mesma maneira que para a Invenção 2. Esta ferramenta de corte é designada Comparativo 2.

[0075] Ambos os substratos, a Invenção 2 e o Comparativo 2, foram então providos com o mesmo revestimento de CVD compreendendo uma camada de TiCN e uma camada de a-Al₂O3 depositadas usando técnicas convencionais.

[0076] Ambos os substratos obtidos, Invenção 2 e Comparativo 2, têm uma zona de superfície enriquecida de fase de ligante, reduzida de fase gama, com uma espessura de 23 e 25 pm, respectivamente, como medida nos insertos revestidos.

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Tabela 4

	Co (% em peso)	NbC (% em peso)	TaC (% em peso)	TiC (% em peso)	TiN (% em peso)	WC
Invenção 2	7,20	0,46	2,87	1, 87	0,40	Balanço
Comparativo 2	7,20	0,46	2,87	1, 87	0,40	Balanço

Tabela 5

Batei ada	W	Co	Nb	Ta	Ti	Cr	Zr	V	Zn	C	N	0
611	82,	θ,	0,	1,	1,	0,	n.	0, 0	0, 0	5,	0,	0,
	04	29	72	57	12	13	d.	08	01	76	06	18
576	82,	8,	0,	1,	1,	0,	0,	0, 0	0, 0	5,	0,	0,
	53	16	40	45	21	13	02	05	01	74	06	18

[0077] O restante do pó de PRZ (até 100%) são quantidades mínimas de Fe, Ni e Al.

Exemplo 4 (Microestrutura) [0078] A microestrutura dos materiais sinterizados do Exemplo 3 foi analisada do mesmo modo que no Exemplo 2, com a diferença que foram usadas 6 imagens de 60*40 pm.

[0079] Os resultados das medições podem ser vistos na Tabela 6 abaixo.

[0080] Na Tabela 6, a coercividade (Hc) e o magnetismo de saturação magnética específico do peso também são dados.

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Tabela 6

	Hc (kA/m)	magnetismo de saturação magnética especifico do peso (10~⁶Tm³/kg)	Fração de área dos grãos de WC anormais	Distribuição da fase gama, N (pm²)
Invenção 2	14,37	12,7	0,0197	40, 0
Comparativo 2	13, 89	13, 0	0,0480	84,3

Exemplo 5 (exemplo de trabalho) [0081] As ferramentas de corte dos Exemplos 3 e 4 foram também testadas em uma operação de torneamento longitudinal em aço, SS1312, com um fluido de corte. Os seguintes parâmetros foram usados:

Vc = 80 m/min f = 0,15 mm/r aumentando com I = 1,0 a_p = 1,5 mm [0082] O número de extremidades de corte testadas foi 15.

[0083] O critério de duração da ferramenta foi a quebra da extremidade.

[0084] Os resultados são exibidos na Tabela 7.

Tabela 7

	Tempo até a primeira quebra (min)
Invenção 2	0,75
Comparativo 2	0,50

[0085] Os resultados mostram que o tempo até a primeira quebra de uma extremidade de corte (de 15 extremidades testadas) foi aumentado. Na Figura 2, onde os resultados de todas as 15 extremidades foram mostrados, pode ser visto que, para a Invenção 2, um grande número de

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20/24 extremidades de corte quebra dentro de segundos um do outro, enquanto que a duração da ferramenta do Comparativo 2 tem um aspecto mais disperso.

Exemplo 6 (exemplo de trabalho) [0086] As ferramentas de corte dos Exemplos 3 e 4 também foram testadas em uma operação de torneamento interrompida em aço, SS1672, com um fluido de corte. Os seguintes parâmetros foram usados:

Vc = 220 m/min f = 0,3 mm/r a_p = 3 mm [0087] O número de extremidades de corte testadas foi 3. As extremidades foram investigadas após 7, 8 e 9 ciclos, respectivamente, e o desgaste foi classificado como bom, isto é, não muito desgaste, pequeno fragmento e, então, lasca da extremidade de corte.

[0088] Os resultados são mostrados na Tabela 8.

Tabela 8

	Após 7 ciclos	Após 8 ciclos	Após 9 ciclos
Invenção 2	ok	ok	Pequeno fragmento
Lasca	Lasca	Lasca
ok	Pequeno fragmento	Lasca
Comparativo 2	Lasca	Lasca	Lasca
Pequeno fragmento	Lasca	Lasca
Pequeno fragmento	Pequeno fragmento	Lasca

[0089] Pode-se ver claramente que a Invenção 2 tem uma resistência aumentada contra a lasca do que o

Comparativo 2.

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Exemplo 7 [0090] Os substratos de carboneto cementado foram fabricados primeiramente pré-moendo o material de carboneto cementado reciclado (PRZ) juntamente com (Ta,Nb)C, (Ti,W)C, Ti(C,N,) em um liquido de moagem de etanol e água (9% em peso de água). A razão entre o pó e o liquido de moagem foi 232 kg de pó/80 L de liquido de moagem, em um moinho agitado denominado LMZ10 da Netzsch, que é um moinho agitado horizontal onde a pasta está circulando entre a câmara de moagem e um tanque de retenção. A pasta foi moida a 650 rpm para uma energia acumulada de 30 kWh.

[0091]	A quantidade de	PRZ,	i.e.,	o material
reciclado, é 20%	em peso do peso	total	de pós.	Na Tabela
10, é mostrada a	composição em % em peso	para a	PRZ usado,

batelada no. 828. O restante das matérias-primas é adicionado em quantidades tais de modo que seja obtida a composição na Tabela 9.

[0092] Após a etapa de pré-moagem, os pós de WC, Co e o PEG (poli etileno glicol) foram adicionados à pasta e o liquido de moagem foi adicionado à pasta, de modo que 800 kg de pó/160 L de liquido de moagem e todos os pós fossem então moidos a 650 rpm juntos para uma energia acumulada de 90 kWh.

[0093] A quantidade de PEG era 2% em peso do peso total de pós secos (PEG não incluído no peso total de pós secos).

[0094] O pó de WC era um WC carburado em alta temperatura chamado HTWC040, adquirido da Wolfram Bergbau und Hütten AG. O tamanho médio de partícula (FSSS), após a

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22/24 moagem da ASTM, era 3,9 gm.

[0095] A pasta foi então secada por pulverização em aglomerados que foram então submetidos a uma operação de prensagem, em uma prensa hidráulica da Fette, para formar os corpos verdes.

[0096] Os corpos verdes foram então sinterizados primeiramente efetuando-se a desparafinação em H2 em até 450 °C, o aquecimento a vácuo até 1350 °C. Depois disso, uma atmosfera protetora de efluente de 1960 Pa (20 mbar) de Ar e 1960 Pa (20 mbar) de CO é introduzida e, então, mantendose a temperatura a 1450°C por 1 h.

[0097] O carboneto cementado obtido é doravante indicado como Invenção 3.

[0098] Para comparação, um substrato, Comparativo 3, foi fabricado primeiramente pela fabricação do substrato de carboneto cementado por moagem de todos os pós de matéria-prima em um moinho de bolas convencional, durante 11 h, i.e., não é realizada a pré-moagem.

[0099] As matérias-primas foram as mesmas que para a Invenção 3, com as diferenças que foram usados 15% em peso do peso total de pós de outra batelada de PRZ, batelada 757, ver a Tabela 10, e que um WC convencional (não carburado em alta temperatura) foi usado, com um tamanho médio de partícula (FSSS), após a moagem da ASTM, de 7,0 gm.

[0100] As quantidades das outras matérias-primas foram de modo que a composição de acordo com a Tabela 9 fosse obtida.

[0101] O carboneto cementado obtido é doravante indicado como Comparativo 3.

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Tabela 9

	Co (% em peso)	NbC (% em peso)	TaC (% em peso)	TiC (% em peso)	TiN (% em peso)	WC
Invenção 3	10, 00	1,35	3,55	2, 62	0,38	Balanço
Comparativo 3	10, 00	1,35	3,55	2,56	0,44	Balanço

Tabela 10

Batei ada	W	Co	Nb	Ta	Ti	Cr	Zr	V	Zn	C	N	0
828	81	8,	0,	1,	1,	0, 0	0, 0	0, 0	0, 0	5,	0,	0,
	, 5	83	66	58	04	79	22	07	01	73	06	17
757	82	7,	0,	1,	1,	0, 1	0, 0	0, 0	0, 0	5,	0,	0,
	, 1	99	62	68	31	3	45	12	01	74	06	22

[0102] O restante do pó de PRZ (até 100%) são quantidades mínimas de Fe, Ni e Al.

[0103] A pasta foi então secada por pulverização em aglomerados que foram então submetidos a uma operação de prensagem, em uma prensa hidráulica da Fette, para formar os corpos verdes.

[0104] Ambos os materiais obtidos, Invenção 3 e

Comparativo 3, têm uma zona de superfície enriquecida em fase de ligante, reduzida de fase gama, com uma espessura de 22 e 23 pm, respectivamente.

Exemplo 8	(microestrutura)
[0105]	A	microestrutura dos	materiais
sinterizados no	Exemplo 7 foi analisada do mesmo	modo	que
no Exemplo 2.
[0106]	Os	resultados das medições podem	ser
vistos na Tabela	11	abaixo.
[0107]	Na	Tabela 11, o a Coercividade	(Hc)	e o

magnetismo de saturação magnética específico do peso também

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24/24 são dados.

Tabela 11

	Hc (kA/m)	magnetismo de saturação magnética específico do peso (10~⁶Tm³/kg)	Fração de área dos grãos de WC anormais	Distribuição da fase gama, N (pm²)
Invenção 2	11, 66	16,9	0,0139	6 6,6
Comparativo 2	11,55	16,5	0,0458	108,4

Exemplo 9 (exemplo de trabalho) [0108] Os insertos feitos de acordo com o Exemplo 7, Invenção 3 e Comparativo 3, foram ambos revestidos com o mesmo revestimento de CVD compreendendo uma camada de TiCN e uma camada de a-A12Ü3 depositadas usando técnicas convencionais. Os insertos revestidos foram testados em uma operação de revestimento sob condições secas. O material da peça de trabalho era o aço, SS2541, com as seguintes condições:

Vc 160 m/min f 0,3 mm/rev a_p 2 mm

Critério de duração da ferramenta: Vb >0,5 mm na extremidade de corte principal.

[0109] Os resultados são mostrados na Tabela 12.

Tabela 12

	Duração Média da Ferramenta (min)
Invenção 3	91
Comparativo 3	53

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Uma ferramenta de corte que compreende um substrato de carboneto cementado compreendendo o WC, uma fase de ligante metálico e a fase gama, onde o carboneto cementado tem uma fase gama bem distribuída de modo que N o seja menos do que 80 pm , onde onde X (pm ) e a area da partícula (eixo x) na area relativa cumulativa de 0,90 (eixo y), em um gráfico cumulativo onde a área da partícula cumulativa relativa das partículas da fase gama (eixo y) é representada graficamente contra a área da partícula (eixo x) e onde Y é um fator de correção fração de área de carbonetos cúbicos e carbonitretos cúbicos fração de área de carbonetos e carbonitretos totais onde o gráfico cumulativo relativo e as frações de área são obtidos da análise por EBSD; e onde a fração de área obtida a partir da análise por EBSD dos grãos de WC anormais definidos como fração de área dos grãos anormais área total de todos os grãos de WC > 10 x aWC_av área total de todos os grãos de WC está entre 0 e 0,03.

2. Uma ferramenta de corte de acordo com a reivindicação 1, onde a quantidade de fase gama é entre 3 a

25% em volume.

Uma ferramenta de corte de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, onde a

2 distribuição da fase gama dada por N e entre 15 e 75 pm .

Uma ferramenta de corte de acordo com

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quaisquer das reivindicações anteriores, onde a fração de área dos grão de WC anormais é entre 0 e 0,025. 5. Uma ferramenta de corte de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, onde a quantidade de fase de ligante metálico é 2 a 20% em ; peso. 6. Uma ferramenta de corte de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, onde a fase de ligante metálico é o Co em uma quantidade de 4 a 12% em peso. 7 . Uma ferramenta de corte de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, onde o substrato

de carboneto cementado compreende uma zona de superfície enriquecida em fase de ligante reduzida de fase gama, onde a espessura da zona de superfície é entre 10 e 35 pm.

8. Uma ferramenta de corte de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, onde a fase gama é uma solução sólida de carbonetos e/ou carbonitretos cúbicos, (W,M)C ou (W,M) (C,N), onde M é um ou mais de Ti, Ta, Nb, Hf, Zr, Cr e V.

9. Uma ferramenta de corte de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, onde o substrato de carboneto cementado é provido com um revestimento.