BR112020026714B1

BR112020026714B1 - Método de tratamento de uma ferramenta de corte e ferramenta de corte para uma aplicação de corte de metal

Info

Publication number: BR112020026714B1
Application number: BR112020026714-7A
Authority: BR
Inventors: Andreas Blomqvist; Erik Holmström; José Luis Garcia
Original assignee: Ab Sandvik Coromant
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2024-01-30
Also published as: CN112313037A; WO2020002664A1; EP3814051A1; KR20210023861A; BR112020026714A2; US20210114116A1; JP2021529676A

Abstract

método de tratamento de uma ferramenta de corte, e uma ferramenta de corte. a presente invenção se refere a um método de tratamento de uma ferramenta de corte (1) compreendendo um substrato de metal duro (cemented carbide) ou de metalo-cerâmica (cermet), em que a ferramenta de corte é submetida para shot peening (jateamento com granalhas; granalhagem) em uma temperatura de ou acima de 100 0c. a ferramenta de corte tipicamente compreende uma face de ataque (2), uma face de flanco (3) e uma borda de corte entre as mesmas, e referido shot peening é desempenhado pelo menos sobre a face de ataque da ferramenta de corte. a presente invenção também se refere a uma ferramenta de corte tratada com referido método.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a um método de tratamento de uma ferramenta de corte compreendendo um substrato de metal duro (cemented carbide) ou de metalo- cerâmica (cermet), em que a ferramenta de corte é submetida a shot peening em uma temperatura elevada. A presente invenção também se refere a uma ferramenta de corte que foi submetida a shot peening em uma temperatura elevada.

ANTECEDENTES

[0002] Ferramentas de corte para aplicações de corte de metal são comumente compostas de um substrato de metalo-cerâmica ou de metal duro e o substrato é frequentemente revestido com um revestimento resistente ao desgaste para aumentar o tempo de vida útil e desempenho da ferramenta de corte. Para adicionalmente aperfeiçoar a ferramenta de corte, é conhecido tratar a ferramenta de corte em um algumas vezes assim chamado pós-tratamento, incluindo etapas tais como jateamento úmido, jateamento a seco, escovação e/ou polimento de borda. Estes processos tipicamente alteram (mudam) a rugosidade de superfície da ferramenta de corte e/ou os estresses (as tensões) residuais no substrato e/ou nos revestimentos.

[0003] Efeitos de shot peening de metal duro são descritos por Wang et al., "Effect of shot peening on the residual stresses and microstructure of tungsten cemented carbide", Materials and Design 95, year 2016, pages 159-164. É mostrado que estresses residuais compressivos são induzidos na camada de superfície, tanto no Co e quanto no WC.

[0004] Existe uma necessidade contínua de aperfeiçoamento dos tempos de vida útil e desempenho de ferramentas de corte para economizar tempo em produção e reduzir os riscos de falha devidos para o fato de ferramentas de corte quebradas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] É um objetivo da presente invenção o de proporcionar um método de fabricação de uma ferramenta de corte com resistência aperfeiçoada para desgaste em aplicações de corte de metal. É um adicional objetivo da presente invenção o de proporcionar um método de fabricação de uma ferramenta de corte com alta resistência para lascamento (desbastamento) de um revestimento na borda de corte.

[0006] Pel o menos um destes objetivos é conseguido com um método em concordância com a reivindicação de patente independente 1 e uma ferramenta de corte em concordância com reivindicação de patente independente 20 e reivindicação de patente independente 22. Concretizações preferidas são listadas nas reivindicações de patente dependentes.

[0007] A presente invenção se refere a um método de tratamento de uma ferramenta de corte compreendendo um substrato de metal duro ou de metalo-cerâmica, em que a ferramenta de corte é submetida a shot peening em uma temperatura de ou acima de 100 0C, preferivelmente em uma temperatura de ou acima de 200 0C, mais preferivelmente em uma temperatura de entre 200 0C e 450 0C. A porção do substrato que é submetida a shot peening está em referida temperatura. Foi inesperadamente descoberto que tratamento de uma ferramenta de corte para shot peening quando ela é aquecida aumenta seu tempo de vida útil em corte.

[0008] Em uma concretização da presente invenção, a ferramenta de corte é submetida a shot peening em uma temperatura de entre 1500C - 2500C, preferivelmente em uma temperatura de entre 1750C - 2250C.

[0009] Em uma concretização da presente invenção, a ferramenta de corte é submetida a shot peening em uma temperatura de entre 3000C - 6000C, preferivelmente em uma temperatura de entre 3500C - 5500C, mais preferivelmente de entre 4500C - 5500C.

[0010] O shot peening da presente invenção é realizado em uma temperatura elevada, e esta temperatura é aqui definida como a temperatura em que o material (a porção da ferramenta de corte) que é shot peened está durante o shot peening. Diversos métodos podem ser utilizados para criar a temperatura elevada da porção da ferramenta de corte, tais como aquecimento por indução, aquecimento por resistência, pré-aquecimento sobre uma superfície/forno quente, aquecimento por laser, etc.. A ferramenta de corte pode alternativamente ser aquecida em uma etapa separada precedente para a etapa de shot peening.

[0011] Em uma concretização da presente invenção, a ferramenta de corte compreende uma face de ataque, uma face de flanco e uma bordaa de corte entre as mesmas, e em que o shot peening é realizado pelo menos sobre a face de ataque. Peening de face de ataque é vantajoso devido para o fato de que é na face de ataque que o material de trabalho atinge a ferramenta de corte durante a operação de corte e que os mecanismos durante peening que estão influenciando o substrato são consequentemente aplicados em uma área ou volume relevante do substrato. É adicionalmente vantajoso aplicar o shot peening na face de ataque na medida em que para muitas geometrias de ferramentas de corte isto implica em tratamento de diversas bordas de corte ao mesmo tempo.

[0012] Em uma concretização da presente invenção, um ER de pelo menos uma parte de referida borda de corte é entre 10 μm e 50 μm, preferivelmente entre 20 μm e 40 μm. Foi supreendentemente mostrado que as ferramentas de corte feitas em concordância com o presente método desempenham bem (está se saindo bem) sobre ferramentas de corte com este ER.

[0013] Em uma concretização da presente invenção, o conteúdo de fase ligante (aglutinante) metálica no metal duro ou metalo-cerâmica é de 1% em volume - 30% em volume,preferivelmente de 3% em volume - 25% em volume. O conteúdo de fase ligante é para ser alto o suficiente para proporcionar um comportamento resistente (duro, robusto) da ferramenta de corte. O conteúdo de fase ligante metálica é preferivelmente não mais alto do que 30% em volume, preferivelmente não mais alto do que 25% em volume. Um conteúdo excessivamente alto de fase ligante reduz a dureza e resistência ao desgaste da ferramenta de corte.

[0014] Em uma concretização da presente invenção, a fase ligente metálica é uma liga compreendendo pelo menos 80% em peso de um ou mais elementos metálicos selecionados a partir de Co, Ni e Fe.

[0015] Em uma concretização da presente invenção, a fase ligante metálica é uma liga compreendendo um ou mais elementos metálicos selecionados a partir de Co, Ni, Fe, Al, Cr, Mn, Ru, W, Mo, Re, Ti, Ta, Nb, Zr, Hf, Cu e Si, preferivelmente selecionados a partir de Co, Ni, Fe, Al, Cr, Ti e Ta, o mais preferivelmente selecionados a partir de Co, Ni, Fe, Al e Cr.

[0016] Em uma concretização da presente invenção, a ferramenta de corte é proporcionada com um revestimento. O revestimento pode ser uma camada colorida ou um revestimento resistente ao desgaste.

[0017] Em uma concretização da presente invenção, a espessura do revestimento é de 2μm - 20μm, preferivelmente de 5μm - 10μm.

[0018] Em uma concretização da presente invenção, o shot peening é realizado com um peening media compreendendo esferas de ZrO2, aço ou metal duro, preferivelmente esferas de ZrO2.

[0019] Em uma concretização da presente invenção, o shot peening é realizado com um peening media de um diâmetro médio de 70 μm - 150 μm. Se as esferas são excessivamente grandes, o risco de dano da borda de corte é aumentado. Se as esferas são excessivamente pequenas, a energia e impacto transferida/o a partir do meio para o substrato é menos pronunciada/o.

[0020] Em uma concretização da presente invenção, o revestimento é um revestimento de CVD ou um revestimento de PVD, preferivelmente referido revestimento compreende uma ou mais camadas selecionadas a partir de TiN, TiCN, TiC, TiAlN, Al2O3 e ZrCN. O revestimento é preferivelmente um revestimento de CVD compreendendo uma camada de TiCN e uma camada de Al2O3.

[0021] Em uma concretização da presente invenção, o shot peening é realizado sobre ferramentas de corte aquecidas, o método compreendendo uma etapa precedente para o shot peening em que referidas ferramentas de corte são aquecidas.

[0022] Em uma concretização da presente invenção, o método adicionalmente compreende uma etapa de shot blasting (jateamento abrasivo) pelo menos em uma porção da ferramenta de corte. Preferivelmente, a porção inclui pelo menos uma seção da borda de corte ou uma área próxima para a borda de corte.

[0023] Em uma concretização da presente invenção, a etapa de shot blasting (jateamento abrasivo) é desempenhada subsequentemente para o shot peening. O calor durante o shot peening pode reduzir algum efeito positivo a partir do shot blasting, tal como indução de estresse residual em um revestimento, e então escolhendo realizar o shot peening antes do shot blasting, ambos os efeitos positivos podem ser mantidos.

[0024] Em uma concretização da presente invenção, o shot blasting e o shot peening são realizados sobre as mesmas porções da ferramenta de corte. Isto é vantajoso, por exemplo, durante uma produção em larga escala devido para o fato de um carregamento mais efetivo das ferramentas de corte.

[0025] A presente invenção também se refere a uma ferramenta de corte para uma aplicação de corte de metal tratada com o método da presente invenção.

[0026] Em uma concretização da presente invenção, o processo de shot peening pode ser aplicado para qualquer ferramenta de corte compreendendo um substrato de metal duro (cemented carbide) com uma fase ligante de Co onde o substrato de metal duro compreende Cr.

[0027] Em uma concretização da presente invenção, o metal duro compreende pelo menos 50% em peso de WC, possivelmente outros constituintes duros comuns no estado da técnica de fabricação metais duros, e entre 3% em peso até 20% em peso de uma fase ligante de Co.

[0028] Em uma concretização da presente invenção, o Co é o constituinte principal no ligante afora os (além dos) elementos que são dissolvidos no ligante de Co durante sinterização, por exemplo, Cr e W e C se originando a partir de WC. Dependendo de que outros tipos de constituintes duros que estão presentes, também outros elementos podem ser dissolvidos no ligante. A quantidade de Co no metal duro é adequadamente entre 3% em peso até 20% em peso, preferivelmente entre 3% em peso até 12% em peso.

[0029] Em uma concretização da presente invenção, os outros constituintes duros são, por exemplo, inibidores de crescimento de grão, formadores de fase gamma, etc.. Aditivos comuns são carbetos, nitretos ou carbonitretos de Ti, Ta, Nb, Zr e V.

[0030] Em uma concretização da presente invenção, a fase ligante de Co compreende Cr em uma quantidade de maneira tal que a proporção em peso de Cr/Co é entre 0,03 até 0,35, preferivelmente entre 0,07 até 0,20.

[0031] Em uma concretização da presente invenção, o metal duro compreende carbetos de M7C3, e possivelmente também carbetos de M3C2, onde M é Cr e possivelmente um ou mais de W, Co e quaisquer outros elementos adicionados para o metal duro. Por isso se quer aqui significar que os carbetos de M7C3 deveriam ser claramente visíveis em uma imagem de SEM (Scanning Electron Microscope) (Microscópio Eletrônico de Varredura) utilizando retroespalhamento em uma ampliação suficiente para detectar partículas de um tamanho de 100 nm.

[0032] Em uma concretização da presente invenção, o metal duro compreende carbetos de M7C3 em uma quantidade determinada pela proporção de % em volume de carbetos de M7C3/% em volume de Co. Adequadamente, a proporção de % em volume de carbetos de M7C3/% em volume de Co é entre 0,01 até 0,5 preferivelmente entre 0,03 até 0,25. A % em volume de carbetos de M7C3 e do ligante de Co pode ser mensurada por EBSD ou análise de imagem utilizando um software adequado, por exemplo, Image J.

[0033] Em uma concretização da presente invenção, o método de tratamento de uma ferramenta de corte compreende um substrato de metal duro compreendendo uma fase ligante metálica em que o metal duro possui um conteúdo de carbono subestequiométrico (substoichiometric carbono content) , SCC, de -0,13% em peso < SCC < 0% em peso, ou -0,30% em peso < SCC < 0,16% em peso, e em que a ferramenta de corte é submetida para um processo de shot peening em uma temperatura de ou acima de 100 0C,preferivelmente, preferivelmente em uma temperatura de ou acima de 200 0C, mais preferivelmente em uma temperatura de entre 200 0C e 450 0C. A porção do substrato que é submetida a shot peening está em referida temperatura. Foi inesperadamente descoberto que tratamento de uma ferramenta de corte para shot peening quando ela é aquecida aumenta seu tempo de vida útil em corte.

[0034] Em uma concretização da presente invenção, o processo de shot peening pode ser aplicado para qualquer ferramenta de corte compreendendo um substrato de metal duro (cemented carbide) compreendendo uma fase ligante metálica em que o metal duro possui um conteúdo de carbono subestequiométrico, SCC, de -0,13% em peso < SCC < 0% em peso, ou -0,30% em peso < SCC < 0,16% em peso.

[0035] Por metal duro aqui se quer sifgnificar um material que compreende pelo menos 50% em peso de WC, possivelmente outros constituintes duros comuns no estado da técnica de fabricação de metais duros e entre 3% em peso até 20% em peso de uma fase ligante metálica.

[0036] Em uma concretização da presente invenção, a fase ligante metálica é uma fase ligante onde o/s elemento/s principal/ais é/são selecionado/s a partir de um ou mais de Fe, Co e Ni, preferivelmente Co, em uma quantidade de 3% em peso até 20% em peso do metal duro, ou entre 5% em peso até 12% em peso do metal duro.

[0037] Em uma concretização da presente invenção, o ligante é primordialmente composto de um ou mais de Ni, Co e Fe, exceto a partir de outros elementos que são dissolvidos no ligante durante sinterização, por exemplo, e W e C se originando a partir do WC. Dependendo de quais outros tipos de constituintes duros que estão presentes, também outros elementos podem ser dissolvidos no ligante.

[0038] Em uma concretização da presente invenção, os outros constituintes duros comuns no estado da técnica são, por exemplo, inibidores de crecimento de grão, formadores de fase gamma, etc.. Aditivos comuns são carbetos, nitretos ou carbonitretos de Ti, Ta, Nb, Zr, V e Cr.

[0039] O substrato de metal duro em concordância com uma concretização da presente invenção posssui um conteúdo de carbono subestequiométrico (SCC) com determinadas faixas. Carbono subestequiométrico é uma mensuração do conteúdo de carbono em relação para o valor estequiométrico de carbono. O valor subestequiométrico é um valor adequado para utilizar na medida em que ele não é dependente de outros parâmetros, como conteúdo de fase ligante, outros carbetos, etc..

[0040] O termo carbono subestequiométrico, como utilizado aqui, é o conteúdo de carbono total determinado por análise química menos o conteúdo de carbono estequiométrico calculado com base sobre WC e possíveis outros carbonetos presentes no metal duroo sinterizado.

[0041] Quando o conteúdo de carbono estequiométrico é estimado sobre um metal duro sinterizado, por exemplo, consistindo de Co e WC, isso pode ser feito tanto com base sobre a quantidade de matéria-prima de WC adicionada, assumindo que a relação atômica W:C é de 1:1, ou, quanto a partir de mensurações sobre o material sinterizado, e então, a partir do conteúdo de tungstênio mensurado calcular o conteúdo de carbono estequiométrico assumindo que a relação atômica W:C é de 1:1. Se outros constituintes são adicionados, por exemplo, inibidores de crescimento de grão, formadores de fase gamma, etc., como foi descrito previamente, aqueles são também assumidos para serem estequiométricos.

[0042] Uma maneira para determinar o conteúdo de carbono subestequiométrico (SCC) em um substrato de WC-Co é a de primeiro mensurar o conteúdo de carbono total por utilização de um instrumento LECO WC-600, para esta análise, a amostra foi triturada precedentemente para a análise. A precisão dos valores é de ± 0,01% em peso. O conteúdo de Co é então mensurado com XRF (fluorescência de raios-X) utilizando um instrumento Malvern Panalytical Axios Max 20 Advanced. Por subtração das quantidades de cobalto e carbono a partir do peso total da amostra, o conteúdo de W é conseguido que é utilizado para calcular o conteúdo de carbono estequiométrico, assumindo que o WC possui uma relação de 1:1.

[0043] Como um exemplo, se o conteúdo de carbono estequiométrico para um metal duro em particular é de 5,60% em peso, e o mesmo metal duro devesse ser feito, mas com um conteúdo de carbono de 5,30% em peso, o carbono subestequiométrico deveria ser de -0,30% em peso.

[0044] A solubilidade de W na fase ligante é diretamente relacionada para o conteúdo de carbono. A quantidade de W no ligante aumenta com diminuição de conteúdo de carbono até que o limite para a formação da fase eta venha a ser alcançado. Se o conteúdo de carbono devesse diminuir ainda mais baixo, a solubilidade de W no ligante não irá aumentar adicionalmente. Em alguns graus de metal duro (cemented carbide) onde é benéfico obter uma alta quantidade de W dissolvido no ligante, o conteúdo de carbono foi mantido baixo, mas acima do limite para a formação da fase eta.

[0045] Em uma concretização da presente invenção, o metal duro possui um conteúdo de carbono subestequiométrico de -0,13% em peso < SCC < 0% em peso,preferivelmente de -0,13% em peso < SCC < 0,05% em peso,mais preferivelmente de -0,12% em peso < SCC < -0,10% em peso. Nesta concretização, o metal duro é livre a partir de pelo menos grandes aglomerados de fase eta, alternativamente livre a partir de fase eta em qualquer forma.

[0046] Em uma concretização da presente invenção, o substrato de metal duro compreende fase eta e possui um carbono subestequiométrico de 0,30% em peso < SCC < 0,16% em peso, preferivelmente de -0,28% em peso ^ SCC ^ 0,17% em peso. Se o conteúdo de carbono é mais alto do que o limite superior nesta concretização, isto é, acima de -0,16, mas ainda na região de formação de fase eta, a fase eta formada irá ser irregularmente distribuída como em grandes aglomerados conduzindo para uma diminuição em dureza (tenacidade) do metal duro. O metal duro em concordância com esta concretização da presente invenção, deveria possuir uma fase eta uniformemente distribuída, por isso se quer significar que o metal duro é livre a partir de grandes aglomerados. Preferivelmente, a quantidade de fase eta é entre 2% em volume até 10% em volume, preferivelmente entre 4% em volume e 8% em volume, e mais preferivelmente entre 4% em volume até 6% em volume.

[0047] Em uma concretização da presente invenção, o metal duro compreende fase eta compreendendo carbetos Me12C e/ou Me6C onde Me é um ou mais metais selecionados a partir de W, Mo e os metais de fase ligante. O metal duro em concordância com esta concretização da presente invenção, possui um tal baixo conteúdo de carbono de maneira tal que fase eta venha a ser formada. Isto irá resultar em um metal duro possuindo um alto conteúdo de W tanto no ligante e quanto na fase eta. A fase eta formada está, entretanto, não presente como grandes aglomerados.

[0048] Comumente, fase eta foi considerada indesejada em metal duro devido para o fato de que tem tradicionalmente estado presente em grandes aglomerados de grãos de fase eta que são frágeis (quebradiços) e prejudiciais para as propriedades de metal duro. Entretanto, por provisão da fase eta não aglomerada por seleção de uma determinada faixa de conteúdo de carbono subestequiométrico como no metal duro desta concretização, o metal duro mostra boas propriedades. A fase eta está presente na microestrutura como uma fase bem dispersada.

[0049] Carbetos comuns da fase eta são W6Co6C, W3Co3C, W6Ni6C, W3Ni3C, W6Fe6C, W3Fe3C.

[0050] Em uma concretização da presente invenção, a fase eta compreende tanto Me12C e quanto Me6C.

[0051] Em uma concretização da presente invenção, o metal duro possui um conteúdo de carbon subestequiométrico de -0,13% em peso < SCC < 0% em peso,preferivelmente de -0,13% em peso < SCC < -0,05% em peso,mais preferivelmente de -0,12% em peso < SCC < -0,10% em peso. Nesta concretização da presente invenção, o metal duro é livre a partir de pelo menos grandes aglomerados de fase eta, alternativamente livre a partir de fase eta em qualquer forma.

[0052] A presente invenção também se refere a uma ferramenta de corte compreendendo um substrato de metal duro (cemented carbide) ou de metalo-cerâmica (cermet),, em que a ferramenta de corte (1) compreende uma face de ataque (2), uma face de flanco (3) e uma borda de corte entre as mesmas, e em que a dureza de Vickers como mensurada sobre a face de ataque é de pelo menos 25 HV100 mais alta, preferivelmente de 30 HV 100 mais alta, mais preferivelmente de 40 HV 100 mais alta, do que a dureza de Vickers como mensurada em massa, em que a dureza é uma média de 4 mensurações paralelas. A dureza mensurada em massa é uma mensuração de dureza desempenhada em uma seção transversal da ferramenta de corte. Na ferramenta de corte da presente invenção, a dureza é mais baixa na área de massa quando comparada com a área de superfície. Uma dureza aumentada na área de superfície da ferramenta de corte, especialmente na área da ferramenta de corte que está em contato com o material de peça de trabalho durante aplicações de corte de metal, é vantajosa pelo fato de que a resistência ao desgaste do metal duro ou metalo-cerâmica é aumentada. Adicionalmente, um revestimento aplicado sobre o substrato pode resistir por mais tempo e, em consequência disso, aumenta o tempo de vida útil da ferramenta de corte. Em uma concretização da presente invenção, a ferramenta de corte compreende um revestimento, e em que a espessura do revestimento na área da mensuração de dureza é de 3 μm - 12 μm e preferivelmente de menos do que 6 μm.

[0053] Em uma concretização da presente invenção, o tamanho de grão dos constituintes duros no substrato é uniformemente distribuído de maneira tal que nenhum gradiente em distribuição de tamanho de grão existe.

[0054] Em uma concretização da presente invenção, o conteúdo de fase ligante na área de superfície do substrato é mais alto do que ou igual para o conteúdo de fase ligante na área em massa da ferramenta de corte.

[0055] Em uma concretização da presente invenção, a composição do metal duro ou da metalo-cerâmica na área de superfície corresponde para a composição na área em massa.

[0056] A presente invenção também se refere a uma ferramenta de corte compreendendo uma face de ataque (2), uma face de flanco (3) e uma borda de corte entre as mesmas, e em que o estresse residual como mensurado sobre a face de ataque é RS (original) e em que o estresse residual mensurado depois de um tratamento de calor por 10 minutos em pressão atmosférica a 400 0C é RS (tratado por calor), e em que a relação RS (tratado por calor)/RS (original) é > 92%, preferivelmente > 95%, mais preferivelmente > 97%. O estresse residual na área de superfície é compressivo depois do processo de sshot peening. Em uma concretização da presente invenção, a relação RS (tratado por calor)/RS (original) é > 1. Um tratamento de calor a 400 0C claramente mostra que o efeito a partir do shot peening a quente permanece no substrato até mesmo depois de um tratamento de calor. Isso é vantajoso na medida em que um nível de estresse residual aumentado na área de superfície do substrato pode contratacar a formação de fissuras e, em consequência disso, aumentar o tempo de vida útil da ferramenta de corte. Ferramentas de corte em utilização são expostas para calor na medida em que corte de metal cria calor. Resfriamento é frequentemente aplicado, mas em muitas aplicações o calor é utilizado, suavisando a lasca (o cavaco) durante sua formação, na medida em que as forças de corte podem ser mantidas relativamente baixas.

[0057] Shot peening (jateamento com granalhas; granalhagem) influencia o estresse residual no substrato de maneira tal que estreses compressivos podem ser mensurados, por exemplo, por XRD, método de sin2-y, e estudo da reflexão a partir do pico 211 de WC. Shot peening quente surpreendentemente mostrou influenciar o estresse residual no substrato ainda mesmo mais. Foi percebido que o shot peening quente introduziu estresse residual que poderia resistir também a um subsequente tratamento de calor. Esta é uma propriedade promissora que é vantajosa nas ferramentas de corte.

[0058] Em uma concretização da presente invenção, a ferramenta de corte compreende um substrato de metal duro, em que a ferramenta de corte (1) compreende uma face de ataque (2), uma face de flanco (3) e uma borda de corte entre as mesmas, e em que a dureza de Vickers como mensurada sobre a face de ataque é de pelo menos 25 HV100 mais alta, preferivelmente de 30 HV100 mais alta, mais preferivelmente de 40 HV100 mais alta, do que a dureza de Vickers como mensurada em massa, em que a dureza é uma média de 4 mensurações paralelas, referida ferramenta de corte adicionalmente compreendendo um revestimento de superfície com espessura que é de 3 μm - 12 μm, referido metal duro possui 3% em peso - 20% em peso de fase ligante compreendendo Co, e em que o metal duro compreende Cr de maneira tal que uma proporção em peso de Cr/Co é de 0,03 - 0,35. Em uma concretização da presente invenção, este revestimento é um revestimento de CVD, preferivelmente um revestimento de CVD incluindo uma camada de TiCN e uma camada de A1203.

[0059] Em uma concretização da presente invenção, a ferramenta de corte compreende um metal duro, em que a ferramenta de corte (1) compreende uma face de ataque (2), uma face de flanco (3) e uma borda de corte entre as mesmas, e em que o estresse residual como mensurado sobre a face de ataque é RS (original) e em que o estresse residual como mensurado depois de um tratamento de calor por 10 minutos em pressão atmosférica a 400 0C é RS (tratado por calor), e em que a relação RS (tratado por calor)/RS (original) é > 92%, preferivelmente > 95%, mais preferivelmente > 97%, referida ferramenta de corte sendo proporcionada com um revestimento de CVD com espessura de 3 μm - 12 μm, o substrato compreendendo pelo menos 50% em peso de WC, e entre 3% em peso até 20% em peso de uma fase ligante compreendendo Co, preferivelmente compreendendo 7% em peso - 10% em peso de Co, opcionalmente compreendendo TaC e NbC, preferivelmente a ferramenta de corte é proporcionada com um revestimento de CVD incluindo uma camada de TiCN e uma camada de A1203.

[0060] Ainda outros objetivos e caracteristicas da presente invenção irão se tornar aparentes a partir da descrição detalhada a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Nos desenhos:

[0061] A Figura 1 é uma vista geral de uma pastilha de ferramenta de corte; e:

[0062] A Figura 2 é uma vista geral de uma seção transversal de uma borda de corte.

DEFINIÇÕES

[0063] Met al duro (cemented carbide) e metalo- cerâmica (cermet) são materiais compreendendo constituintes duros distribuídos em uma fase ligante metálica contínua. Esta espécie de material possui propriedades combinando uma alta dureza a partir dos constituintes duros com uma alta robustez a partir da fase ligante metálica e são adequados como materiais de substrato para ferramentas de corte de metal.

[0064] Por “metal duro” aqui se quer signicar um material que compreende 50% em peso de WC, possivelmente outros constituintes duros comuns no estado da técnica de fabricação de metais duros e uma fase ligante metálica preferivelmente selecionada a partir de um ou mais de Fe, Co e Ni.

[0065] Por “metalo-cerâmica” aqui se quer significar um material compreendendo um constituinte duro e fase ligante metálica onde o constituinte duro é um ou mais de carbonitreto de titânio, carbeto de titânio e nitreto de titânio. A fase ligante metálica em metalo-carâmica é preferivelmente selecionada a partir de um ou mais de Fe, Co e Ni, preferivelmente Co. Outros constituintes duros comuns no estado da técnica de metalo-cerâmicas são selecionados de carbetos, nitretos ou carbonitretos de Ti, Ta, Nb, Zr, V e Cr. O material de metalo-cerâmica não compreende nenhum WC hexagonal livre. Materiais de metalo- cerâmicas com base sobre carbonitreto de titânio são os materiais de metalo-cerâmicas os mais comuns de hoje.

[0066] O ligante metálico da metalo-cerâmica ou do metal duro pode compreender outros elementos que são dissolvidos no ligante metálico durante sinterização, tais como W e C se originando a partir de WC. Dependenddo de quais outros tipos de constituintes duros estão presentes, também outros elementos podem ser dissolvidos no ligante.

[0067] Por “ferramenta de corte” aqui se quer significar uma ferramenta de corte para aplicações de corte de metal, tais como uma pastilha, uma fresa ou uma broca. As áreas de aplicação podem ser tornearia, usinagem ou perfuração.

[0068] “ER” é um valor do arredondamento de borda intencionado para indicar a agudeza (o fio) da borda. Valores maiores de ER representam uma configuração mais irregular (áspera) da borda de corte enquanto um valor menor de ER representa uma borda de corte afiada.

[0069] ER é aqui definido como um valor conforme calculado em concordância com o seguinte: - colocar a ferramenta de corte sobre uma superfície plana sobre sua superfície de suporte ou a correspondente superfície da ferramenta de corte; - alinhar um primeiro plano ao longo da lateral da ferramenta de corte perpendicular para referida superfície plana, em contato com a borda para mensurar, por exemplo, ao longo da face de flanco (3) da ferramenta de corte (1); - alinhar um segundo plano em paralelo com referida superfície plana e interceptar em um ponto de interseção de referido primeiro plano, referido segundo plano estando em contato com a borda para mensurar em um ponto de contato, por exemplo, referido segundo plano é alinhado ao longo da face de ataque (2) da ferramenta de corte (1).

[0070] O valor de “ER” é igual para a distância entre o ponto de interseção entre o primeiro plano e o segundo plano e o ponto de contato entre o primeiro plano e a ferramenta de corte, próximo para a borda, ver a figura 2.

[0071] Por “shot blasting” (jateamento abrasivo) aqui se quer significar um processo utilizando grãos abrasivos em que material tipicamente é removido a partir da superfície tratada por desgaste abrasivo. Shot blasting é bem conhecido no campo de ferramentas de corte e é, por exemplo, conhecido para introduzir estresse redidual em um revestimento sobre uma ferramenta de corte.

[0072] Por “shot peening” (jateamento com granalhas; granalhagem) aqui se quer significar que a superfície de uma ferramenta de corte é bombardeada com um meio compreenendo partículas, chamadas esferas, que são não abrasivas e que tipicamente possuem uma configuração arredondada. O meio pode ser esferas de um material duro, tal como um óxido, aço ou metal duro.

[0073] Pelo termo “massa (volumoso)” aqui se quer significar a parte a mais interna (centro) da ferramenta de corte e para esta apresentação é a zona possuindo a dureza a mais baixa.

[0074] Pelo termo “área de superfície” aqui se quer significar a porção externa do substrato que é influenciada pelo processo de shot peening aqui apresentado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0075] A Figura 1 é uma vista geral de uma pastilha de ferramenta de corte (1), proporcionada com uma face de ataque (2) e uma face de flanco (3). Uma borda de corte é proporcionada dentre as mesmas. A Figura 2 é uma vista geral de uma seção transversal de uma borda de corte em que o ER é indicado e também a largura da borda de corte, “w”, é mostrada esquematicamente.

[0076] A presente invenção se refere a um método de tratamento de uma ferramenta de corte (1) compreendendo um substrato de metal duro ou de metalo-cerâmica em que a ferramenta de corte é submetida a shot peening em uma temperatura de ou acima de 100 0C, preferivelmente em uma temperatura de ou acima de 200 0C, mais preferivelmente em uma temperatura de entre 200 0C e 450 0C. A porção do substrato que é submetida a shot peening está em referida temperatura. Foi inesperadamente descoberto que tratamento de uma ferramenta de corte para shot peening quando ela é aquecida aumenta seu tempo de vida útil em corte.

[0077] O limite superior para a temperatura onde o shot peening é realizado é preferivelmente abaixo da temperatura de sinterização para o metal duro ou metalo- cerâmica proporcionado, mais preferivelmente abaixo de 1.200 0C.

[0078] O shot peening da presente invenção é realizado em uma temperatura elevada, e esta temperatura é aqui definida como a temperatura que o material (a porção da ferramenta de corte) que é shot peened (jateada com granalhas) está durante o shot peening. Diversos métodos podem ser utilizados para criar a temperatura elevada da porção da ferramenta de corte, tais como aquecimento por indução, aquecimento por resistência, pré-aquecimento sobre uma superfície/forno quente, aquecimento por laser, etc.. A ferramenta de corte pode alternativamente ser aquecida em uma etapa separada precedente para a etapa de shot peening.

[0079] A temperatura é adequadamente mensurada sobre o substrato por qualquer método adequado para mensuração de temperatura. Preferivelmente, um dispositivo de mensuração de temperatura infravermelho é utilizado.

[0080] Em uma concretização da presente invenção, a ferramenta de corte (1) compreende uma face de ataque (2), uma face de flanco (3) e uma borda de corte entre as mesmas, e em que o shot peening é realizado pelo menos sobre a face de ataque (2). Peening (granalhagem) da face de ataque é vantajoso devido para o fato de que é na face de ataque (2) que o material de trabalho atinge a ferramenta de corte durante a operação de corte e de que os mecanismos durante o peening (granalhagem) que estão influenciando o substrato são consequentemente aplicados em uma área ou volume relevante do substrato. É adicionalmente vantajoso aplicar o shot peening na face de ataque (2) na medida em que para muitas geometrias de ferramenta de corte isto implica em tratamento de diversas bordas de corte ao mesmo tempo.

[0081] Em uma concretização da presente invenção, um ER de pelo menos uma parte de referida borda de corte é entre 10 μm e 50 μm, preferivelmente entre 20 μm e 40 μm. Foi surpreendentemente mostrado que o presente método desempenha bem (se sai bem) sobre ferramentas de corte com este ER.

[0082] Em uma concretização da presente invenção, o conteúdo de fase ligante metálica no metal duro ou na metalo-cerâmica é de 1% em volume - 30% em volume,preferivelmente de 3% em peso - 25% em volume. O conteúdo da fase ligante é para ser alto o suficiente para proporcionar um comportamento duro (robusto) da borda de corte. O conteúdo de fase ligante metálica é preferivelmente não mais alto do que 30% em volume, preferivelmente não mais alto do que 25% em volume. Um conteúdo excessivamente alto de fase ligante reduz a dureza e a resistência ao desgaste da ferramenta da corte.

[0083] Em uma concretização da presente invenção, a fase ligante metálica é uma liga compreendendo pelo menos 80% em peso de um ou mais elementos metálicos selecionados a partir de Co, Ni e Fe.

[0084] Em uma concretização da presente invenção, a fase ligante metálica é uma liga compreendendo um ou mais elementos metálicos selecionados a partir de Co, Ni, Fe, Al, Cr, Ru, W, Mo, Mn, Re, Ti, Ta, Nb, Zr, Hf, Cu, Si.

[0085] Em uma concretização da presente invenção, a ferramenta de corte é proporcionada com um revestimento. O revestimento pode ser uma camada colorida ou um revestimento resistente ao desgaste.

[0086] Em uma concretização da presente invenção, a espessura do revestimento é de 1,5 μm - 25 μm, preferivelmente de 2 μm - 20 μm, mais preferivelmente de 2 μm - 10 μm.

[0087] O shot peening é preferivelmente realizado em um processo seco utilizando ar com as esferas no mesmo. As esferas podem ser feitas de qualquer material conhecido no estado da técnica de shot peening, tais como esferas de cerâmica, esferas de metal duro ou esferas metálicas. Em uma concretização da presente invenção, o shot peening é realizado com um peening media compreendendo esferas de ZrO2, aço ou metal duro.

[0088] Em uma concretização da presente invenção, o shot peening é realizado com um peening mediade um diámetro médio de 70 μm - 150 μm. O impacto ou energia a partir das esferas durante o shot peening não deveriam ser excessivamente alto/as na medida em que isto deveria aumentar o risco de dano da superfície e a borda de corte da ferramenta de corte. O impacto ou energia a partir das esferas não deveriam ser nem excessivamente baixo/a na medida em que então o efeito técnico deveria não ser conseguido. Se as esferas são excessivamente grandes, o risco de dano da borda de corte é aumentado. Se as esferas são excessivamente pequenas, a energia e impacto transferida/o a partir do meio para o substrato é menos pronunciada/o. Um tamanho adequado das esferas é relacionado para o material das esferas e é para ser selecionado pela especializada no estado da técnica.

[0089] Em uma concretização da presente invenção, o revestimento é um revestimento de CVD ou um revestimento de PVD, preferivelmente referido revestimento compreendendo uma ou mais camadas selecionadas de TiN, TiCN, TiC, TiAlN, A12O3 e ZrCN.

[0090] A ferramenta de corte revestida submetida para o processo de shot peening em concordância com a presente invenção pode ser proporcionada com qualquer revestimento comum no estado da técnica de ferramentas de corte, adequadamente um revestimento de PVD ou de CVD, preferivelmente um revestimento de CVD.

[0091] Em uma concretização da presente invenção, o revestimento é um revestimento de CVD compreendendo uma camada de TiCN interna e uma camada de α-A12O3.

[0092] Em uma concretização da presente invenção, o substrato de metal duro é proporcionado com um revestimento de PVD resistente ao desgaste, adequadamente sendo um nitreto, óxido, carbeto ou misturas dos mesmos de um ou mais dos elementos selecionados a partir de Al, Si e grupos 4, 5 e 6 na Tabela Periódica.

[0093] Em uma concretização da presente invenção, o shot peening é realizado sobre ferramentas de corte aquecidas, o método compreendendo uma etapa precedente para o shot peening em que referidas ferramentas de corte são aquecidas.

[0094] Em uma concretização da presente invenção, o método adicionalmente compreende uma etapa de jatear abrasivamente (shot blasting) pelo menos em uma porção da ferramenta de corte. Preferivelmente, a porção inclui pelo menos uma seção da borda de corte ou uma área próxima para a borda de corte.

[0095] Em uma concretização da presente invenção, a etapa de jatear abrasivamente é desempenhada subsequentemente ao shot peening. O calor durante o shot peening pode reduzir algum efeito positivo a partir do shot blasting, tal como indução de estresse residual em um revestimento, e então selecionando realizar o shot peening antes do shot blasting, ambos os efeitos positivos podem ser mantidos.

[0096] Em uma concretização da presente invenção, o shot blasting e o shot peening são realizados sobre as mesmas porções da ferramenta de corte. Isto é vantajoso, por exemplo, durante uma produção em larga escala devido para o fato de um carregamento mais efetivo das ferramentas de corte.

[0097] Em uma concretização da presente invenção, o peening (granalhagem) é realizado em uma direção de jateamento que é perpendicular para a superfície da ferramenta de corte. Um shot peening perpendicular é vantajoso em que a profundidade do substrato impactado é a maior quando o shot peening aquecido é nesta direção.

[0098] Em uma concretização da presente invenção, a ferramenta de corte (1) é uma pastilha, preferivelmente uma pastilha de usinagem.

[0099] Em uma concretização da presente invenção, o metal duro possui uma fase ligante de Co, preferivelmente de 3% em peso - 20% em peso de Co no metal duro, e em que o metal duro compreende Cr, preferivelmente com uma proporção em peso de Cr/Co de 0,03 - 0,35, mais preferivelmente uma proporção em peso de Cr/Co de 0,07 - 0,20.

[0100] Em uma concretização da presente invenção, o metal duro compreende carbetos M7C3.

[0101] Em uma concretização da presente invenção, o metal duro possui um conteúdo de carbono subestequiométrico, SCC, de -0,13% em peso < SCC < 0% em peso, ou de -0,30% em peso < SCC < -0,16% em peso.

[0102] Em uma concretização da presente invenção, o metal duro possui um conteúdo de carbono subestequiométrico, SCC, de -0,28% em peso < SCC < -0,17% em peso, e adicionalmente compreende fase eta.

[0103] O processo de shot peening em concordância com a presente invenção pode também ser combinado com outras etapas de processo conhecidas no estado da técnica de fabricação de ferramentas de corte tais como, por exemplo, escovação, polimento, jateamento úmido, jateamento seco, etc..

[0104] A presente invenção também se refere a uma ferramenta de corte (1) tratada com o método da presente invenção.

EXEMPLOS DA PRESENTE INVENÇÃO

[0105] Concretizações exemplificativas da presente invenção irão agora ser apresentadas em mais detalhes e em comparação com comcretizações comparativas. Ferramentas de corte revestidas (pastilhas) foram preparadas, analisadas e avaliadas em testes de corte.

Exemplo 1 (preparações de amostra)

[0106] Ferramentas de corte de metal duro (cemented carbide) foram preparadas por formação de substratos a partir de matérias-primas em concordância com a Tabela 1. Os substratos foram fabricados em concordância com métodos convencionais incluindo usinagem, secagem por pulverização, prensagem e sinterização. Ferramentas de corte do tipo de pastilha R390-11T308M-PM e R390-11T308M-MM foram formadas e utilizadas nos testes de fresamento (usinagem). Também ferramentas de corte do tipo de pastilha SNUN 19 04 16 foram formadas e estas foram utilizadas nas mensurações de dureza e de estresse residual. Metal de tungstênio foi adicionado para o substrato 3A e 3B de maneira tal a ajustar o conteúdo de carbono.Tabela 1. Composições de substrato.

[0107] A quantidade de fase eta em substratos 1A, 3A e 3B foram determinadas por análise de imagem utilizando o software Image J utilizando a configuração "Automática". As imagens utilizadas para a análise foram imagens LOM com uma ampliação de 1000X e 2000X, duas mensurações foram feitas em cada ampliação e o valor apresentado abaixo é um valor médio das mesmas. O valor é uma média a partir de um total de quatro análises de imagem desempenhadas sobre duas imagens, 2 mensurações sobre cada imagem. O substrato 3A continha 4% em volume de fase eta, os substratos 1A e 3B não continham nenhuma fase eta. O conteúdo de carbono subestequiométrico (SCC) foi calculado para os substratos 1A, 3A e 3B, e são apresentados na Tabela 1. Nenhum dos substratos continha grafite livre. Exceto para o substrato 3A, nenhum dos outros substratos continha fase eta na área de massa do substrato.

[0108] Os substratos 1A, 1B, 2A, 2B, 2C, 2D, 3A, e 3B foram revestidos no mesmo processo de revestimento, depositando as camadas de TiN/TiCN/α-A12O3/TiN com CVD. A espessura de revestimento total foi de cerca de 6,6 μm.

[0109] O substrato 1C foi revestido em um processo de revestimento, depositando as camadas de TiN/TiCN/α-A12O3/TiN com CVD. A espessura de revestimento total foi de cerca de 4,2 μm.

[0110] Ferramentas de corte revestidas de todos os tipos de substrato foram submetidas para shot peening em temperatura elevada formando amostras de Invenções 1A - 1C, Invenções 2A - 2D e Invenções 3A - 3B.

[0111] Correspondentes ferramentas de corte de todos os tipos de substratos foram submetidas para um shot peening em temperatura ambiente (250C), formando amostras Comparativas 1A - 1C, Comparativas 2A - 2D e Comparativas 3A - 3B.

[0112] O shot peening das amostras por último testadas no Exemplo 2 foi realizado em um equipamento IEPCO Micropeen Peenmatic 750 GSD. Um blasting media de esferas de cerâmica de ZrO2 com uma configuração esférica e um diâmetro médio de cerca de 100 μm foi utilizado, meio IEPCO MS/Z 350 B. O tamanho de grão das esferas de cerâmica de ZrO2 é de 70 μm - 125 μm. A pressão da arma de jateamento foi ajustada para 5 bar, o tempo de trabalho foi ajustado para 20 segundos, o diâmetro de bocal foi de 8 mm e a distância de afastamento foi de 100 mm. O peening foi aplicado perpendicular para a face de ataque das ferramentas de corte. No caso de shot peening aquecido, as ferramentas de corte foram aquecidas em um aquecedor de resistência precedente para o shot peening e a temperatura das ferramentas de corte foi mensurada com um sensor de temperatura.

[0113] O shot peening das amostras por último testadas nos Exemplos 3 e 4 foi realizado em um equipamento AUER Manual Blasting Cabinet ST 700 PS. Um blasting media de esferas de cerâmica de ZrO2 com uma configuração esférica e um diâmetro médio de cerca de 100 μm foi utilizado, meio Microblast®B120. O tamanho do grão das esferas de cerâmica de ZrO2 é de 63 μm - 125 μm. A pressão da arma de jateamento foi ajustada para 2 bar, o tempo de trabalho foi ajustado para 12 segundos, o diâmetro do bocal foi de 8 mm e a distância de afastamento foi de 100 mm. O peening foi aplicado perpendicular para a face de ataque das ferramentas de corte. No caso de shot peening aquecido as ferramentas de corte foram aquecidas com um aquecedor de bobima de indução precedente para o shot peening e a temperatura das ferramentas de corte foi mensurada com um sensor de temperatura. O aquecedor de indução foi um aquecedor de indução Rimac, 1,5 kW.

[0114] Subsequente para o shot peening todas as ferramentas de corte, exceto 1C, foram submetidas para um tratamento de shot blasting úmido sobre a face de ataque das ferramentas de corte. O shot blasting foi realizado com grãos abrasivos de A12O3 com um tamanho de grão de F220. A concentração de blasting media em água foi de 20% em volume e a pressão de bomba durante jateamento abrasivo foi de 1,8 bar. A pressão de jateamento abarsivo foi de 2,0 bar, o tempo de jateamento abrasivo por área foi de cerca de 5 segundos e a direção do jateamento abarsivo foi perpendicular para a face de ataque das ferramentas de corte. A distância entre a arma de jateamento e as amostras (ferramentas de corte) foi de cerca de 130 mm.

[0115] As ferramentas de corte 1C foram ao invés disso escovadas em linha de borda precedente para o shot peening.

[0116] Também, ferramentas de corte revestidas em concordância com o acima descrito que foram somente shot peened ou somente escovadas em borda, isto é, não shot peened, foram preparadas e são aqui posteriormente chamadas de Referência 1, Referência 2 e Referência 3.

[0117] As bordas de corte das ferramentas de corte depois destes pós-tratamentos são de cerca de ER 40 μm.

Exemplo 2 (exemplo de trabalho)

[0118] Pastilhas foram então testadas em uma operação de usinagem nos seguintes parâmetros: Material de peça de trabalho: Dievar unhardened, PL 129 280x200x100, MC P3. 0.Z.AN, CMC 03.11, Charge: M10205 vc = 140 m/min fz = 0,15 mm ae = 12 mm ap = 3,0 z = 1 Comprimento de corte = 12 mm Nenhum fluido de corte foi utilizado. Tipo de pastilha R390-11T308M-PM

[0119] O critério de vida útil de ferramenta foi ajustado para lascamento (desbaste) de pelo menos 0,5 mm da linha de borda. Vida útil de ferramenta é apresentada como o número médio de entradas de corte de maneira tal a conseguir este critério. A vida útil média de ferramenta é apresentada na Tabela 2 e a vida útil de ferramenta é o número médio de cortes e ele é uma média de 8 testes de corte paralelos.Tabela 2. Resumo de resultados de teste de corte do exemplo 2.

[0120] Como pode ser observada na Tabela 2, a vida útil média das ferramentas de corte que foram tratadas com o método da presente invenção, shot peening a 200 0C,foi claramente mais alta quando comparada com nenhum shot peening e também comparada com shot peening em temperatura ambiente.

Exemplo 3 (exemplo de trabalho)

[0121] Para estudar a robustez de massa, pastilhas foram preparadas e, neste caso o shot peening foi realizado a 2 bar e por 12 segundos. As pastilhas foram então testadas em uma operação de usinagem nos seguintes parâmetros: Material de peça de trabalho: Toolox33 PK158 600x200x100mm MC P2.5.Z. CMC 02.2 Charge 111125 vc = 100 m/min fz = 0,25 mm ae = 40 mm ap = 2,0 Z = 1 Comprimento de 1 passo = 100 mm Nenhum fluido de corte foi utilizado. Tipo de pastilha R390-11T308M-PM

[0122] O critério de vida útil de ferramenta foi ajustado para lascamento (desbaste) de pelo menos 0,5 mm da linha de borda. A vida útil de ferramenta é apresentada como o número médio de cortes de maneira tal a conseguir este critério. A vida útil média apresentada é apresentada na Tabela 3 e a vida útil de ferramente é o número médio de cortes de 8 testes de corte paralelos.Tabela 3. Resumo de resultados de teste de corte do Exemplo 3.

Exemplo 4 (exemplo de trabalho)

[0123] Para estudar a robustez de linha de borda, pastilhas foram preparadas e, neste caso o shot peening foi realizado a 2 bar e por 12 segundos. As pastilhas foram então testadas em uma operação de usinagem nos seguintes parâmetros: Material de peça de trabalho: Dievar unhardened, P3. O.Z.AN, Charge: F12168 vc = 200 m/min fz = 0,20 mm ae = 12 mm ap = 3,0 Z = 1 Comprimento de corte = 12 mm Nenhum fluido de corte foi utilizado. Tipo de pastilha R390-11T308M-MM

[0124] O critério de vida útil de ferramenta foi ajustado para lascamento (desbaste) de pelo menos 0,5 mm da linha de borda. A vida útil de ferramenta é apresentada como o número médio de entradas de corte de maneira tal a conseguir este critério. O número médio de cortes apresentado é uma média de 16 testes de corte paralelos e a vida útil média de ferramenta é apresentada na Tabela 4. Tabela 4. Resumo de resultados de teste de corte do Exemplo 4.

Exemplo 5 (mensurações de Vickers)

[0125] A relação entre a dureza na área de superfície e a dureza na área de massa foi analisada com mensurações de Vickers, realizando indentações de Vickers sobre a face de ataque da ferramenta de corte e indentações de Vickers sobre uma seção transversal da ferramenta de corte. A camada de alumina externa foi removida para aperfeiçoar as mensurações das indentações de Vickers. Os resultados são apresentados na Tabela 5.

[0126] Amostras foram polidas utilizando métodos padrão de maneira tal que a camada de TiCN fosse exposta sobre a face de ataque da ferramenta de corte. Uma amostra de massa foi preparada por corte da pastilha perpendicular para a face de ataque utilizando uma roda de diamante e subsequentemente polimento utilizando diamante de 9 μm disperso em óleo sobre papel e então 1 μm de diamante disperso em óleo. Dureza das amostras polidas foi então mensurada utilizando um testador de dureza programável, KB3OS suprido por KB Pruftechnik GmbH. As mensurações foram calibradas contra HV100 utilizando blocos de teste emitidos pelo Euro Products Calibration Laboratory, UK. Dureza foi mensurada em concordância com ISO EN6507.

[0127] Mesurações de HV foram realizadas por programação do testador de dureza para desempenhar indentações em determinadas posições. Indentações são então desempenhadas utilizando a carga especificada depois do que cada indentação é automaticamente revisitada. O computador auto ajusta luz, auto foco e então mensura o tamanho de cada indentação, uma foto é salva e o usuário inspeciona todas as fotos das indentações para foco e outros assuntos que podem atrapalhar o resultado. Quatro indentações de HV100 paralelas foram feitas com uma distância umas a partir das outras (centro-centro) de cerca de 1,5 mm e o resultado apresentado é um valor médio.Tabela 5

Exemplo 6 (Mensurações de estresse residual)

[0128] Difração de raios X foi utilizada para determinar estresses residuais nas amostras anteriormente mencionadas através do assim chamado método de sin2ty. Neste método, o deslocamento de espaçamentos de treliça (lattice) d (e, portanto, as deformações) são mensurados como uma função dos ângulos de inclinação da amostra ^. Os estresses residuais são obtidos a partir da inclinação linear da deformação versus curva de sin2ty. Os estresses residuais são convertidos a partir de valores de deformação por utilização de constantes elásticas de raios X.

[0129] As mensurações de XRD foram desempenhadas sobre um diffratômetro de Bruker Discover D8 com projeto (design) de Davinci equipado com um IμS Microfocus Source (CuKα radiation, A = 1.5418 Â), um detector de área VÂntec-500 e um berço (armação) H Eulerian. A reflexão (2 1 1) de WC localizada em 117,320 2θ foi utilizada para mensurações de deformação. As mensurações de estresse residual foram desempenhadas em 1 até 4 direções angulares, Φ: 00, 900,1800, 2700 para cada direção Φ 10 ângulos ^ equidistantes (00 - 500) foram mensurados, tempo de mensuração 400 s. Um collimador com 1,0 mm de diâmetro foi utilizado em todas as mensurações.

[0130] Os estresses residuais resultantes foram obtidos a partir de dados de deformação por utilização de constantes elásticas de raios X para WC, pico de Bragg (2 1 1). As constantes elásticas de raios X foram calculadas a partir da relação de Poisson v = 0,191 e módulo de Young =717,360 Gpa.

[0131] As amostras foram montadas com fita adesiva para o suporte de amostra (porta-amostra).

[0132] Os dados de XRD foram analisados com software DIFRAC EVA (Bruker) e High Score Plus (Malvern Panalytical). Software LEPTOS 7 (Bruker) foi utilizado na análise de estresse residual.

[0133] As amostras foram tratadas por calor a 4000C por 10 minutos em pressão atmosférica em um forno e em um fluxo de gás de Ar (argônio).

[0134] Os resultados são apresentados na Tabela 6.Tabela 6

[0135] Enquanto a presente invenção tenha sido descrita em conexão com várias concretizações exemplificativas, é para ser compreendido que a presente invenção não é limitada para as concretizações exemplificativas apresentadas, ao contrário, a presente invenção é intencionada para cobrir várias modificações e disposições equivalentes dentro das reivindicações de patente anexadas. Adicionalmente, deveria ser reconhecido que qualquer forma ou concretização apresentada da presente invenção pode ser incorporada em qualquer forma ou concretização apresentada ou descrita ou sugerida como uma matéria geral de escolha de projeto (design). É a intenção, consequentmente, a de ser limitada unicamente como indicado pelo escopo das reivindicações de patente anexadas a esta.

Claims

1. Método de tratamento de uma ferramenta de corte compreendendo um substrato de metal duro ou de metalo-cerâmica, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de corte (1) é submetida para shot peening em uma temperatura de ou acima de 1000C, preferivelmente em uma temperatura de ou acima de 2000C, mais preferivelmente em uma temperatura de entre 2000C e 4500C e abaixo de 12000C.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de corte (1) compreende uma face de ataque (2), uma face de flanco (3) e uma borda de corte entre as mesmas, e em que referido shot peening é realizado pelo menos sobre a face de ataque (2).

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um ER de pelo menos uma parte da borda de corte é entre 10 μm e 50 μm, preferivelmente entre 20 μm e 40 μm.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o metal duro e a metalo-cerâmica consistem de constituintes duros em uma fase ligante metálica, e em que o conteúdo de fase ligante metálica no metal duro ou metalo-cerâmica é de 1% a 30% em volume, preferivelmente de 3% a 25% em volume.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a fase ligante metálica é uma liga compreendendo pelo menos 80% em peso de um ou mais elementos metálicos selecionados a partir de Co, Ni e Fe.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a fase ligante metálica é uma liga compreendendo um ou mais elementos metálicos selecionados a partir de Co, Ni, Fe, Al, Cr, Ru, W, Mo, Mn, Re, Ti, Ta, Nb, Zr, Hf, Cu, Si.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de corte é provida com um revestimento e a espessura do revestimento é de 2μm a 20 μm.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o revestimento é um revestimento de CVD ou um revestimento de PVD, preferivelmente o revestimento compreendendo uma ou mais camadas selecionadas a partir de TiN, TiCN, TiC, TiAlN, Al2O3 e ZrCN.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o shot peening é realizado com um peening media compreendendo esferas de ZrO2, aço ou metal duro.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o shot peening é realizado com um peening media de um diâmetro médio de 70 μm a 150 μm.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o shot peening é realizado sobre ferramentas de corte aquecidas, o método compreendendo uma etapa precedente ao shot peening em que as ferramentas de corte são aquecidas.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de jatear abrasivamente pelo menos em uma porção da ferramenta de corte.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de jatear abrasivamente é realizada subsequentemente ao shot peening.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o shot blasting e o shot peening são realizados nas mesmas porções da ferramenta de corte.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o metal duro possui uma fase ligante de Co, preferivelmente de 3% a 20% em peso de Co no metal duro, e em que o metal duro compreende Cr, preferivelmente com uma relação em peso de Cr/Co de 0,03 - 0,35.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o metal duro compreende carbetos de M7C3.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o metal duro possui um conteúdo de carbono subestequiométrico, SCC, de -0,13% em peso < SCC < 0% em peso ou de -0,30% em peso < SCC < 0,16% em peso.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o metal duro possui um conteúdo de carbono subestequiométrico, SCC, de -0,28% em peso ^ SCC ^ 0,17% em peso e compreende adicionalmente fase eta.

19. Ferramenta de corte para uma aplicação de corte de metal caracterizada pelo fato de que é tratada de acordo com o método definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 18 e compreendendo um substrato de metal duro ou de metalo-cerâmica, em que a composição do metal duro ou de metalo-cerâmica na área de superfície corresponde à composição em área de massa, em que a ferramenta de corte (1) compreende uma face de ataque (2), uma face de flanco (3) e uma borda de corte entre as mesmas, e em que a dureza de Vickers como mensurada sobre a face de ataque é de pelo menos 25 HV 100 mais alta, preferivelmente de 30 HV 100 mais alta, mais preferivelmente de 40 HV 100 mais alta, do que a dureza de Vickers como mensurada em massa, em que a dureza é uma média de 4 mensurações paralelas.

20. Ferramenta de corte, de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que a ferramenta de corte compreende um revestimento, e em que a espessura do revestimento na área da mensuração de dureza é de 2 μm a menos do que 5 μm.