CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

CURSO TÉCNICO DE MECÂNICA

METODOLOGIA CIENTÍFICA

PEDRO HENRIQUE PASSOS LEITE

RAFAEL LUCAS OLIVEIRA

VICTOR BONIFÁCIO LEITE E SANTOS

WAGNER RESENDE SANTOS

DESGASTE EM FERRAMENTAS DE METAL DURO UTILIZADAS NA USINAGEM

BELO HORIZONTE

2011

PEDRO HENRIQUE PASSOS LEITE

RAFAEL LUCAS OLIVEIRA

VICTOR BONIFÁCIO LEITE E SANTOS

WAGNER RESENDE SANTOS

DESGASTE EM FERRAMENTAS DE METAL DURO UTILIZADAS NA

USINAGEM

Monografia apresentada à disciplinaMetodologia Científica , do Curso

Técnico de Mecânica do Centro Federalde Educação tecnológica de Minas Gerais,com finalidade de aprovação na disciplina.

MICHELLE CRISTIANE DA SILVA DUARTE

BELO HORIZONTE

2011

AGRADECIMENTOS

À nossa Orientadora, Michelle Cristiane da Silva Duarte, pelo auxílio na construção do

trabalho.

Ao Marcelo Ferreira, do departamento de mecânica, pelas informações sobre desgaste em

ferramentas de metal duro e por ceder a nós sua dissertação.

A nossos pais, pelo apoio e incentivo para elaborarmos este trabalho.

RESUMO

São vários os desgastes que podem ocorrer em uma ferramenta de metal duro no processo de

usinagem, assim como também são vários os fatores que são capazes de gerar esses desgastes.

Cada material utilizado nas peças responde de certa forma a cada tipo de ferramenta de metal

duro. Mede-se os desgastes ocorridos em ferramentas de metal duro para que se saiba o tempo

que ela pode durar em um processo de usinagem e a quais peças esse material é melhor

aplicado.

Para que o desempenho seja melhorado, utilizam-se coberturas em pastilhas de metal duro, o

que resulta em certas características, como aumento de dureza a quente e aumento de

resistência ao desgaste por abrasão.

Após o término da elaboração de nosso trabalho, concluímos que os desgaste ocorrido em

ferramentas de metal duro é relativo ao tipo/material da peça que será usinada, assim como

essa relatividade também se aplica aos tipos de coberturas de pastilhas de metal duro.

Também concluímos que deve ser empregada grande atenção às questões ambientais

relacionadas aos fluidos de corte pelas indústrias.

Palavras-chave: usinagem; metal duro; ferramentas; desgaste; fluidos de corte.

ABSTRACT

There are several damage which may occur in a hard metal tool in the machining process, as

well several factors are able to generate these damage. Each material used in the pieces

responds to each type of hard metal tool. The damage occurred in hard metal tools is

measured for knowing how long it can last in a machining process and which parts of this

material is best applied and for witch pieces this material is better applied.

To improve the performance of the tool, casings are used in hard metal pellets, which results

in certain characteristics, such as increased hot hardness and increased resistance to damage.

After the preparation of our work, we conclude that the damage occurred on hard metal tools

is related to the type / material of the part to be machined, and that relativity also applies to

the types of casings of hard metal pellets. We also conclude that great care must be used for

environmental issues related to cutting fluids used in industries.

Keywords: machining; hard metal; tools; damage; cutting fluids.

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT = Associação Brasileira de Normas Técnicas

APN = Aresta Postiça de Corte

Conama = Conselho Nacional do Meio Ambiente

IBAMA = Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Renováveis

ISO = International Organization for Standarization

NBR = Denominação de norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas

Transv. = Transversal

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Cunha de corte e outros elementos da parte construtiva de uma ferramenta........................12

Figura 2 – Arestas de corte e superfícies da parte de corte de uma broca..............................................13

Figura 3 – Exemplos de tipos de cavacos formados na usinagem dos metais........................................14

Figura 4 – Exemplo de torneamento.......................................................................................................15

Figura 5 – Esboço de aplainamento horizontal.......................................................................................15

Figura 6 – Exemplo de processo de furação...........................................................................................16

Figura 7 – Mandrilamento cônico...........................................................................................................16

Figura 8 – Fresamento cilíndrico tangencial...........................................................................................17

Figura 9 – Exemplo de serramento circular............................................................................................17

Figura 10 – Exemplo de brochamento interno........................................................................................18

Figura 11 – Desgaste Frontal..................................................................................................................18

Figura 12 – Desgaste de cratera..............................................................................................................19

Figura 13 – Deformação plástica da aresta de corte...............................................................................19

Figura 14 – Lascamento..........................................................................................................................20

Figura 15 – Trincas de origem térmica...................................................................................................20

Figura 16 – Trincas de origem mecânica................................................................................................21

Figura 17 – Quebra da ferramenta..........................................................................................................21

Figura 18 – Aresta postiça de corte........................................................................................................22

Figura 19 – Causas e ações para minimização de avarias e desgastes da ferramenta............................24

Figura 20 – Grandezas de avaliação do desgaste da ferramenta.............................................................25

Figura 21 – Influência da temperatura e da porcentagem de cobalto na dureza do metal

duro.........................................................................................................................................................27

Figura 22 – Gráfico comparativo entre a microdureza das coberturas...................................................30

Figura 23 – Diagrama mostrando a vida das ferramentas no torneamento do aço ABNT 8640, com

aplicação de diversos fluidos de corte....................................................................................................33

Figura 24 – Principais fluidos de corte: principais composições e propriedades...................................35

Figura 25 – Diagrama de como os fluidos de corte podem afetar o meio ambiente..............................37

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Composição química e características dos metais duros de acordo com cada classe...........31

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO.............................................................................................................................................................9

2 JUSTIFICATIVA......................................................................................................................................................10

2.1 OBJETIVOS..............................................................................................................................................................10

3 DESENVOLVIMENTO...........................................................................................................................................11

3.1 partes construtivas de uma ferramenta de corte.................................................................................11

3.2 Usinagem......................................................................................................................................................................12

3.3 Desgate e avaria........................................................................................................................................................17

3.3.1 Mecanismos causadores do desgaste da ferramenta....................................................................21

3.3.2 Medição dos desgastes da ferramenta....................................................................................................23

3.4 Metal duro...................................................................................................................................................................24

3.4.1 Fabricação do metal duro..............................................................................................24

3.4.2 Características do metal duro como material de ferramenta de corte.............................26

3.4.3 Metal duro com cobertura............................................................................................................................27

3.4.4 Classes de metal duro.......................................................................................................................................29

3.5 Fluidos de corte........................................................................................................................................................30

3.5.1 Funções do fluido de corte.............................................................................................................................31

3.5.2 O fluido de corte como refrigerante.........................................................................................................32

3.5.3 O fluido de corte como lubrificante..........................................................................................................33

3.6 Impacto ambiental causado pelo uso de fluidos de corte...............................................................34

3.6.1 Contaminantes e questões que influenciam o período de vida do fluido de corte....34

3.6.2 Tipos de emissões................................................................................................................................................35

3.6.3 Tratamento e recuperação de fluidos de corte............................................................36

3.6.4 Legislação específica para fluidos de corte..................................................................37

9

1 INTRODUÇÃO

No mundo da indústria metal-mecânica, existem vários processos de fabricação. A usinagem

é um desses processos. Para a realização dos cortes das operações de usinagem, são usadas

ferramentas de diversos materiais, como metal duro e diamante. Metal duro é o material de

ferramenta mais utilizado na indústria, pois, além de ter elevada dureza, tem um preço não tão

alto, como, por exemplo, o preço do diamante.

Devido a esse alto uso dessas ferramentas, muitos são os estudos relacionados ao tema desgaste em ferramentas de metal duro. A cada dia que passa, são feitos mais e mais estudos com esse tema para que a problemática do desgaste em ferramentas de metal duro seja resolvida.

Estudaremos, portanto, os desgastes em ferramentas de metal duro utilizadas na usinagem e todos os elementos relacionados a esse tema.

10

2 JUSTIFICATIVA

O estudo das características das ferramentas de metal duro é muito importante na área da

mecânica. Essas ferramentas são muito comuns nos processos de produção de peças, e é

necessário saber os desgastes que ocorrem nelas para se conseguir o maior desempenho

possível, preservando alta produtividade e diminuindo os gastos na utilização dessas

ferramentas.

Grande parte das peças que são feitas por processos de usinagem necessitam de alta precisão

em suas medidas. É nesse ponto que entra o estudo do desgaste das ferramentas de metal duro

utilizadas na usinagem. Quando, no decorrer do processo de fabricação da peça, a ferramenta

utilizada sofre desgaste, isso pode acarretar em falha em certos pontos da peça, e se a peça

chega errada ao comprador, podem haver sérios problemas em sua utilização.

2.1 OBJETIVOS

- Analisar vantagens e desvantagens de cada tipo de pastilha de metal duro.

- Descobrir quais coberturas melhoram o tempo de vida e a resistência ao desgaste dos

materiais.

- Descobrir quais técnicas reduzem o desgaste sofrido pelas ferramentas de metal duro.

- Descobrir o impacto ambiental resultante do uso de certas técnicas utilizadas na redução do

desgaste em ferramentas de metal duro.

11

3 DESENVOLVIMENTO

3.1 Partes construtivas de uma ferramenta de corte

Para que sejam entendidos certos aspectos das ferramentas de corte utilizadas na usinagem, é

necesário que expliquemos as partes construtivas das mesmas. As ferramentas de usinagem

apresentam, geralmente, as seguintes partes construtivas:

a) Parte de corte: parte ativa da ferramenta constituída pelas suas cunhas de corte. A parte

ativa da ferramenta é construída ou fixada sobre um suporte ou cabo da ferramenta, através do

qual é possível fixar a ferramenta. A parte de corte também pode ser soldada no suporte.

b) Cunha de corte: é a cunha da ferramenta, formada pela interseção das superfícies de saída e

de folga. Veja a cunha de corte na figura 1 a seguir:

Figura 1 – Cunha de corte e outros elementos da parte construtiva de uma ferramenta.Fonte:DINIZ et al. (2001, p. 28).

c) Cavaco: Denomina-se cavaco a porção de material da peça retirada pela ferramenta,

caracterizando-se por apresentar forma geométrica irregular.

d) Superfície de saída (Aγ): é a superfície da cunha de corte sobre a qual o cavaco é formado e

sobre a qual o cavaco escoa durante sua saída da região do trabalho de usinagem (figura 1)

e) Superfície principal de folga (Aα): é a superfície da cunha de corte de ferramenta que

contém sua aresta principal de corte e que defronta com a superfície em usinagem1 principal

(figura 1).

f) Superfície secundária de folga (A’α): é a superfície da cunha de corte da ferramenta que

contém sua aresta de corte secundária e que defronta com a superfície em usinagem

secundária (figura 1).

1 Superfície em usinagem é a superfície da peça que está sendo gerada pela ferramenta. Ter-se-á a superfície em usinagem principal ou secundária quando a geração da mesma estiver ocorrendo pela ação da aresta principal de corte, ou da aresta secundária de corte, respectivamente.

12

g) Aresta principal de corte S: é a aresta da cunha de corte formada pela interseção das

superfícies de saída e de folga principal. Gera na peça a superfície em usinagem principal. A

figura 2 a seguir mostra isso:

Figura 2 – Arestas de corte e superfícies da parte de corte de uma broca.Fonte: DINIZ et al. (2001, p. 29).

h) Aresta secundária de corte S’: é a aresta da cunha de corte formada pela interseção das

superfícies de saída e de folga secundária. Gera na peça a superfície em usinagem secundária

(Figura 2).

i) Ponta de corte: é a parte da cunha de corte onde se encontram as arestas principal e

secundária de corte. A ponta de corte pode ser a interseção das arestas, ou a concordância das

duas arestas através de um arredondamento, ou o encontro das duas arestas através de um

chanfro.

3.2 Usinagem

“Nas operações de usinagem, uma porção do material das peças é retirada pela ação de uma

ferramenta - chamada ferramenta de corte - produzindo o cavaco, caracterizado por forma

geométrica irregular” (CHIAVERINI, 1986, p. 193).

13

O processo de usinagem é destinado aos materiais que geralmente apresentam superfícies

mais ou menos grosseiras (como peças forjadas) e que, portanto, exigem um determinado

acabamento. A figura 1 a seguir mostra um esquema de peça sendo usinada e dois principais

exemplos de cavaco.

Figura 3 – Exemplos de tipos de cavacos formados na usinagem dos metais.Fonte: CHIAVERINI (1986, p. 194).

As características principais do processo de usinagem são:

- Acabamento de superfícies de peças fundidas ou conformadas mecanicamente, obtendo

melhor aspecto superficial e dimensões mais precisas, de acordo com o emprego e

especificações de fabricação;

- Obtenção de peculiaridades que não são possíveis de conseguir pelos processos

convencionais;

- Fabricação de peças em série a um custo mais baixo;

- Fabricação de peças, praticamente de qualquer forma, a partir de um bloco de material

metálico.

Os tipos de operações de usinagem são muitos, assim como é grande a variedade de máquinas

operatrizes e ferramentas de corte disponíveis. De um modo geral, as operações de usinagem

podem ser assim classificadas:

14

1) Torneamento: Processo de usinagem destinado a obtenção de superfícies de revolução2

com auxílio de uma ou mais ferramentas monocortantes3. A peça gira em torno do eixo

principal de rotação da máquina e a ferramenta se desloca simultaneamente segundo

determinadas trajetórias. Os modalidades de torneamento são: torneamento retilíneo,

torneamento cilíndrico, torneamento cônico, torneamento radial, perfilamento etc. A figura 4

a seguir mostra uma operação de torneamento sendo realizada.

Figura 4 – Exemplo de torneamento.Fonte: BORGES. Disponível em: <http://mmborges.com/processos/USINAGEM/TORNEAMENTO.htm>. Acesso em: 14/11/11.

2) Aplainamento: Processo destinado a obtenção de superfícies regradas, geradas por um

movimento retilíneo alternativo da peça ou da ferramenta, no sentido horizontal ou vertical.

Veja na figura 5 um exemplo de aplainamento horizontal:

Figura 5 – Esboço de aplainamento horizontal.Fonte: FERRARESI (1970, p. XXVIII)

2 Superfícies de revolução são superfícies geradas pelo movimento de rotação de uma linha qualquer em torno de um eixo. Exemplos: cones, cilindros retos e esferas.3 . Ferramentas monocortantes são ferramentas de usinagem que têm uma única superfície de saída.

15

3) Furação: para obtenção de furos geralmente cilíndricos, para o que a peça ou a ferramenta

giram e, ao mesmo tempo, a ferramenta ou a peça se deslocam segundo uma trajetória

retilínea, coincidente ou paralela ao eixo principal da máquina. As várias modalidades de

furação são: furação em cheio, escareamento, furação escalonada, furação de centros e

trepanação. A figura 6 mostra um exemplo de furação.

Figura 6 – Exemplo de processo de furação.Fonte: BORGES. Disponível em: <http://mmborges.com/processos/sub_usinagem_intro.htm>. Acesso em: 14/11/11

4) Mandrilamento: destinado à obtenção de superfícies de revolução4 com o emprego de uma

ou várias ferramentas de barra. O mandrilamento compreende as seguintes operações:

mandrilamento cilíndrico, mandrilamento radial, mandrilamento cônico ou mandrilamento

esférico. Veja na figura 7 um processo de mandrilamento cônico.

Figura 7 – Mandrilamento cônico.Fonte: FERRARESI (1970, p. XXII)

4 Superfícies de revolução são superfícies geradas pelo movimento de rotação de uma linha qualquer em torno de um eixo. Exemplos: cilindros retos, esfera, cones etc.

16

5) Fresamento: destinado à obtenção de superfícies as mais variadas, mediante o emprego

geralmente de ferramentas multicortantes (com várias superfícies de corte). Há dois tipos

básicos de fresamento: fresamento cilíndrico tangencial e fresamento frontal. Veja na figura 8

uma operação de fresamento.

Figura 8 – Fresamento cilíndrico tangencial.Fonte: BORGES. Disponívels em: <http://mmborges.com/processos/USINAGEM/FRESAMENTO.htm>. Acesso em: 14/11/11

6) Serramento: processo em que peças são secionadas com o auxílio de ferramentas

multicortantes de pequena espessura. A peça desloca-se ou fica parada, enquanto a ferramenta

gira ou se desloca ou executa ambos os movimentos. O serramento pode ser retilíneo ou

circular. A figura 9 mostra um processo de serramento circular.

Figura 9 – Exemplo de serramento circular.Fonte: FERRAFESI (1970, p. XXXVI).

7) Brochamento: para obtenção de superfícies planas retilíneas ou com determinada form,

pelo emprego de ferramentas multicortantes. A ferramenta ou a peça se desloca sendo uma

trajetória retilínea, coincidente ou paralela ao eixo da ferramenta; o brochamento pode ser

interno ou externo. Veja na figura 10 uma operação de brochamento.

17

Figura 10 – Exemplo de brochamento interno.Fonte: FERRARESI (1970, p. XXVI)

3.3 Desgate e avaria

Define-se como desgaste a perda contínua e microscópica de partículas da ferramenta devido

à ação do corte. Além dos desgastes, ocorrem diversos outros defeitos na ferramenta em uso.

Todas essas outras ocorrências são denominadas avarias. Os principais desgastes que podem

ocorrer em uma ferramenta de metal duro são:

a) Desgaste frontal (ou de flanco): ocorre na superfície de folga da ferramenta, causado pelo

contato entre ferramenta e peça. É o tipo de desgaste mais comum. Todo processo de

usinagem causa desgaste frontal. Esse tipo de desgaste acarreta deteriorização do acabamento

superficial da peça e, por modificar totalmente a forma da aresta de corte original, faz com

que a peça mude de dimensão, podendo sair de sua faixa de tolerância. É incentivado pelo

aumento da velocidade de corte. A figura 11 a seguir mostra o desgaste frontal. O desgaste

ocorrido na posição indicada pela letra a na figura sempre existe, sendo que os desgastes

representados pelas letras b e c nos dois extremos de contato entre a superfície de folga da

ferramenta e a peça.

Figura 11 – Desgaste FrontalFonte: DINIZ et al. (2001, p. 102).

18

b) Desgaste de cratera: ocorre na superfície de saída da ferramenta, causado pelo atrito entre

ferramenta e cavaco. Pode não ocorrer em alguns processos de usinagem, principalmente

quando se utiliza ferramentas de metal duro recobertas, ferramentas cerâmica e quando o

material da peça é frágil (gera cavacos curtos). O crescimento do desgaste de cratera resulta

na quenra da ferramenta, quando tal desgaste se encontra com o desgaste frontal. Veja na

imagem 12 a seguir.

Figura 12 – Desgaste de cratera.Fonte: DINIZ et al. (2001, p. 102).

Todas as ocorrências em uma ferramenta de corte que não são desgaste são denominadas

avarias. Os tipos de avarias são:

a) Deformação plástica da aresta de corte: muitas vezes a pressão aplicada à ponta da

ferramenta, somada à alta temperatura, gera deformação plástica da aresta de corte. Tais

deformações provocam deficiências do controle de cavacos e deteriorização do acabamento

superficial da peça. O crescimento dessa deformação pode gerar a quebra da aresta de corte.

Veja na figura 13 a seguir:

Figura 13 – Deformação plástica da aresta de corte.Fonte: DINIZ et al. (2001, p. 102)

19

d) Lascamento: ao contrário dos desgastes de frontal e de cratera, que retiram continuamente

partículas muito pequenas da ferramenta, no lascamento, partículas maiores são retiradas de

uma só vez. Ocorrem principalmente em ferramentas com material frágil ou quando a aresta

de corte é pouco reforçada. Prejudicam o acabamento superficial da peça e, se continuam

crescendo, provocam a quebra da ferramenta. Exemplo de lascamento na figura 15 a seguir:

Figura 14 – Lascamento.Fonte: DINIZ et al. (2001, p. 102)

e) Trincas: são causadas pela variação da temperatura ou pela variação dos esforços

mecânicos. Quando as trincas têm origem térmica, ocorrem perpendiculares à aresta de corte

(veja na figura 16).

Figura 15 – Trincas de origem térmica.Fonte: DINIZ et al. (2001, p. 104).

20

Já no caso de as trincas serem de origem mecânica, estas ocorrem paralelas à aresta de corte,

como na figura 17:

Figura 16 – Trincas de origem mecânicaFonte: DINIZ et al. (2001, p. 104)

f) Quebra: como foi visto, todos os desgastes e avarias da ferramenta ao crescerem podem

gerar a quebra da ferramenta. Entretanto, certas vezes a quebra pode ocorrer inesperadamente

devido a alguns fatores, como: ferramenta muito dura (em geral, quanto maior a resistência ao

desgaste da ferramenta, menor é a sua tenacidade5 e resistência ao choque), carga excessiva

sobre a ferramenta, entupimento dos canais de expulsão de cavacos ou dos bolsões de

armazenamento dos cavacos, dentre outros. A quebra da ferramenta ocasiona não somente

dano na ferramenta, mas também no porta-ferramenta (caso o corte não seja interrompido

imediatamente após a quebra e na peça. A figura 18 a seguir mostra um exemplo de quebra da

ferramenta:

Figura 17 – Quebra da ferramenta.Fonte: DINIZ et al. (2001, p. 104).

5 Tenacidade é a capacidade do material de absorver energia devido à deformação até sua ruptura.

21

3.3.1 Mecanismos causadores do desgaste da ferramenta

Vários são os fenômenos causadores dos desgastes da ferramenta. Os principais deles são:

a) Aresta postiça de corte: durante a usinagem pode-se formar, na superfície de contato entre

o cavaco e a superfície de saída da ferramenta, uma camada de cavaco que, permanecendo

aderente à aresta de corte, modifica seu comportamento com relação à força de corte,

acabamento superficial da peça e desgaste da ferramenta. Em baixas velocidades de corte, a

parte inferior do cavaco em contato com a ferramenta fica em contato sem movimento

relativo por um espaço de tempo suficiente para se soldar à ferramenta, separando-se de

outras porções de cavaco e permanecendo presa à superfície de saída. Com o posterior fluxo

de mais cavaco sobre essa camada de cavaco já presa à ferramenta, ela se deforma e se

encrua6, aumentando sua resistência mecânica e fazendo às vezes de aresta de corte. A aresta

postiça de corte tende a crescer gradualmente, até que em um certo momento rompe-se

bruscamente. Parte dessa aresta de corte rompida é carregada com o cavaco e outra parte

adere à peça, prejudicando o acabamento superficial da mesma. Ao se romper, a aresta postiça

arranca partículas da superfície de folga da ferramenta, gerando um desgaste frontal muito

grande. A superfície de saída da ferramenta, por outro lado, é protegida (já que o cavaco não

atrita com a mesma, mas com a aresta postiça) fazendo com que o desgaste de cratera seja

mínimo. A figura 19 a seguir mostra uma aresta postiça.

Figura 18 – Aresta postiça de corte.Fonte: FERRARESI (1970, p. 368).

b) Abrasão: Consiste no atrito que ocorre entre a ferramenta e peça. É uma das principais

causas de desgaste da ferramenta. Tanto o desgaste frontal quanto o desgaste de cratera

6 Encruamento é o resultado de uma mudança na estrutura do metal e uma deformação permanente dos grãos do material, quando submetido à deformação a frio.

22

podem ser gerados pela abrasão, porém ela se faz mais proeminente no desgaste frontal, já

que a superfície de folga atrita com um elemento rígido, que é a peça, enquanto que a

superfície de saída atrita com um elemento flexível, que é o cavaco. O desgaste por abrasão é

influenciado pela temperatura de corte (que reduz a dureza da ferramenta) e pelas partículas

duras no material da peça. Portanto, quanto maior a dureza a quente da ferramenta, maior sua

resistência ao desgaste abrasivo.

c) Aderência: se duas superfícies metálicas são postas em contato sob cargas moderadas,

baixas temperaturas e baixas velocidades de corte, forma-se entre elas um extrato metálico

que provoca aderência. A resistência desse extrato é tão elevada que, na tentativa de separar

as superfícies, ocorre ruptura em um dos metais e não na superfície de contato. Assim,

partículas da superfície de um metal migram para a superfície do outro. O fenômeno da

aderência está presente na formação da aresta postiça de corte, mas pode-se ter desgaste por

aderência mesmo sem a formação da aresta postiça. Também é importante na formação do

desgaste de entalhe.

d) Difusão: é um fenômeno microscópico que ocorrem entre a ferramenta e o cavaco e é

provocado pela temperatura na zona de corte. Consiste na transferência de átomos do material

do cavaco para a ferramenta. Isso leva a uma mudança de equilíbrio entre os elementos

constituintes da ferramenta, levando a uma reação química entre eles. Essas reações resultam

na formação de carbonetos complexos, que são menos resistentes e são rapidamente

removidos por abrasão. Também pode acontecer difusão de átomos da ferramenta para o

cavaco, que, porém, gera um volume muito pequeno de desgaste.

e) Oxidação: é gerada por altas temperaturas e presença de ar e água (contida nos fluidos de

corte). O tungstênio e o cobalto durante o corte formam filmes de óxidos porosos sobre a

ferramenta, que são facilmente levados embora pelo atrito, gerando desgaste. Porém, alguns

óxidos como o óxido de alumínio, são mais duros e resistentes. Assim, alguns materiais de

ferramenta desgastam-se mais facimente por oxidação. O desgaste gerado pela oxidação se

forma especialmente nas extremidades do contato cavaco-ferramenta devido ao acesso do ar

nesta região, sendo esta uma possível explicação para o surgimento do desgaste de entalhe.

A figura 19 a seguir resume as principais causas dos diversos desgastes e avarias da

ferramenta e as ações a serem tomadas no caso de um desses estar ocorrendo de maneira

acenturada.

23

Figura 19 – Causas e ações para minimização de avarias e desgastes da ferramenta.Fonte: DINIZ et al. (2001, p. 106)

3.3.2 Medição dos desgastes da ferramenta

Convencionou-se medir os desgastes no plano da ferramenta. Distinguem-se os desgastes na

superfície de saída e na superfície de folga da ferramenta. Para a medição das grandezas dos

desgastes da ferramenta, utiliza-se um microscópio de ferramenteiro.

Na superfície de saída tem-se os desgastes (veja na figura 21): profundidade de cratera (KT),

largura da cratera (KB) e distância do centro da cratera à aresta de corte (KM). Na superfície

24

de folga mede-se a largura do desgaste de flanco (VB), que é um valor médio do desgaste na

superfície de folga e a largura máxima do desgaste de flanco (VBmax). Mede-se ainda o valor

dos desgastes gerados na superfície de folga pelos entalhes (VBn e VBc).

Figura 20 – Grandezas de avaliação do desgaste da ferramenta.Fonte: DINIZ et al. (2001, p. 106)

3.4 Metal duro

O metal duro é um produto da metalurgia do pó feito de partículas duras finamente divididas de carbonetos de metais refratários7, sinterizados com um ou mais metais do grupo do ferro (ferro, níquel ou cobalto) formando um corpo de alta dureza e resistência à compressão. As partículas duras são carbonetos de tungstênio, usualmente em combinação com outros carbonetos, como carbonetos de titânio, tântalo e nióbio. O tamanho destas partículas varia geralmente entre 1 a 10 µm e ocupam de 60 a 95% do volume do material. Atualmente, porém, já são produzidos metais duros com partículas com cerca de 00,1µm, o que aumenta sua resistência ao desgaste. (DINIZ et al., p. 82).

3.4.1 Fabricação do metal duro

A fabricação do metal duro obedece, em princípio, as seguintes fases:

a) Obtenção dos pós metálicos;

b) Mistura dos pós;

c) Compressão em pastilhas ou briquetes;

7 Metais refratários são aqueles que têm altos pontos de fusão e ebulição, ou seja, suportam altas temperaturas.

25

d) Sinterização;

e) Controle físico final do material sinterizado.

O pó de tungstênio é obtido a partir de seus minérios principais – a scheelita e a volframita –

concentrados usualmente a 60 e 75% de WO3 (trióxido de tungstênio). Esses concentrados

são submetidos a tratamentos químicos, resultando no WO3, o qual, submetido a uma

operação de redução sob a atmosfera de hidrogênio, se transforma em tungstênio puro. Na

operação de redução, pode-se obter diferentes tamanhos e distribuição de tamanhos das

partículas do tungstênio, de acordo com as características físicas do carboneto de tungstênio

que se quer obter. Obtido o pó de tungstênio, este deve ser carbonetado, devendo-se procurar

obter um composto que contenha 6,1 a 6,15% de carbono. Maior teor de carbono poderá

acarretar porosidade no produto final; menor teor de carbono poderá acarretar o aparecimento

de uma fase frágil, que transfere essa fragilidade ao metal duro.

Após a obtenção do pó de cobalto (Co), carboneto de tântalo e carboneto de titânio, os mesmo

são misturados, de acordo com as composições das classes desejadas, utilizando-se moinho de

bola e, geralmente, mistura úmida, ou seja, na presença de um meio líquido, durante 60 a 100

horas, de modo a obter-se uma dispersão muito fina nas misturas de carbonetos ou soluções

sólidas de carbonetos com o cobalto.

Depois de completada a mistura, remove-se o líquido por decantação, filtragem a vácuo ou

por tratamento centrífugo. A pasta resultante é secada, peneirada e parafinada, para melhorar

as características de compressibilidade dos pós, de modo a prevenir-se o aparecimento de

fissuras e defeitos semelhantes durante a compressão na forma de briquetes.

Em seguida ocorre a compressão, ou na forma de briquetes quadrados ou retangulares que

serão depois conformados por usinagem em pastilhas das dimensões padronizadas, ou na

forma de pastilhas com as dimensões praticamente definitivas.

Então, o briquete segue para o processo de sinterização, que é a operação mais importante,

pois confere as dimensões definitivas às pastilhas, as quais eventualmente necessitarão apenas

de retificação final, dependendo das tolerâncias dimensionais especificadas ou de algum

acerto de forma.

26

3.4.2 Características do metal duro como material de ferramenta de corte

O metal duro, quando utilizado como ferramenta de corte, deve obedecer a certos parâmetros

dependendo de qual material será usinado. A seguir vemos as principais características que

devem ser levadas em conta para o metal duro nessa aplicação:

a) Dureza: em suma, dureza consiste na resistência que o material apresenta ao risco ou à

formação de uma marca permanente por outro material. O metal duro tem dureza alta tanto a

quente como a frio, como já foi dito. Os carbonetos de tungstênio é que dão essa alta dureza a

quente e a frio ao metal duro.

b) Tenacidade: é a capacidade que o material tem de absorver energia devido à deformação. O

metal aglomerante ao carboneto de tungstênio é, geralmente, o cobalto. É o cobalto o

responsável pelo aumento da tenacidade do metal duro. Quanto maior o teor de cobalto, maior

a tenacidade do metal duro, porém, menor será sua dureza. Isso acontece pois quanto maior é

a porcentagem de cobalto, menor é a porcentagem dos carbonetos, e são eles que conferem a

dureza ao material. A figura 21 a seguir apresenta a variação da dureza em função da

temperatura, mostrando duas curvas para metal duro com teores diferentes de cobalto e uma

terceira relativa ao aço rápido (outro material que pode ser utilizado para fabricação de

ferramentas de corte) apenas como padrão de comparação. Nota-se nessa imagem que quanto

maior a temperatura e o teor de cobalto, menor é a dureza do material.

Figura 21 – Influência da temperatura e da porcentagem de cobalto na dureza do metal duro.Fonte: FERRARESI. (1970, p. 335).

27

c) Coeficiente de dilatação térmica: é a característica de um material que nos mostra o quanto

o material dilata a certa temperatura. O cieficiente de dilatação do metal duro é cerca da

metade do valor do aço, em temperaturas desde ambiente até 675 °C. A importância dessa

diferença reside no fato de que a aplicação do metal duro em ferramentas de corte é feita em

forma de pastilhas presas ao suporte porta-ferramenta, que é geralmente de aço, ou

mecanicamente ou por solda. Se a fixação se der por intermédio de solda, o calor

desenvolvido na usinagem faz com que a temperatura da ferramenta e do porta-ferramenta

cresça, sendo necessário se tomar algumas precauções quando se realiza a solda, no sentido de

possibilitar espaço para que tanto o metal duro quanto o aço do porta-ferramenta se dilatem

livremente.

d) Tamanho de grão: outra característica que deve ser analisada é o tamanho de grão das

partículas duras. Partículas grandes acarretam maior tenacidade, enquanto partículas pequenas

acarretam maior dureza e resistência.

3.4.3 Metal duro com cobertura

Para se aumentar a resistência ao desgaste da camada superior da ferramenta que entra em

contato com o cavaco e com a peça, utilizam-se muito ultimamente pastilhas com cobertura.

O núcleo da pastilha continua com a tenacidade característica do metal duro mais simples

(WC + Co). Assim, com essas coberturas, consegue-se aumentar bastante a vida da

ferramenta e diminuir-se os esforços de corte.

Com isto, é possível obter no mesmo material características que eram até então

inconciliáveis, que são tenacidade com resistência ao desgaste e dureza a quente. Existem

pastilha com até 3 camadas de cobertura. Os materiais para cobertura mais usados são

carboneto de titânio, óxido de alumínio e nitreto de titânio.

Geralmente, a primeira camada de uma pastilha é TiC (carboneto de titânio), e algumas vezes

é a única camada de cobertura. As pastilhas com duas camadas de cobertura têm, em geral,

uma camada de óxido de alumínio (Al2O3) ou de nitreto de titânio (TiN) por cima da camada

de TiC.

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As pastilhas com três camadas têm, em geral, uma camada de TiN recobrindo uma camada

intermediária de Al2O3 que, por sua vez, recobre uma camada de TiC que está por cima do

núcleo de metal duro.

As principais características de cada uma dessas camadas são:

Carboneto de titânio (TiC): possui excelente resistência ao desgaste por abrasão, além de

funcionar como elemento que promove a adesão das camadas de cobertura com o metal duro

do núcleo, já que o óxido de alumínio (camada que normalmente está por cima do TiC) não

possui alta afinidade físico-química com o metal duro a fim de conseguir uma forte adesão

com o núcleo. Sua dureza é de 3000 HV (maior que a dureza de todos os outros materiais

utilizados como cobertura do metal duro). Também tem baixa tendência de soldagem com o

material da peça, dificultando o desgaste por adesão e a formação de aresta postiça de corte, e

baixo coeficiente de dilatação térmica. A espessura de camada é de 4 a 8 µ. O carbonitreto de

titânio (TiCN), também utilizado como cobertura, tem propriedades similares ao TiC (dureza,

resistência ao desgaste e capacidade de adesão ao núcleo), a não ser por seu coeficiente de

atrito, que é mais baixo que o do TiC. Tanto a camada de TiC quanto a de TiCN, por

conterem carbono, necessitam de uma barreira térmica para evitar o desgaste por difusão

durante o processo de usinagem. Por essa razão, muitas vezes, o óxido de alumínio é utilizado

como camada de cobertura sobre a camada de TiC ou TiCN.

Óxido de Alumínio (Al2O3): garante estabilidade térmica necessária em temperaturas

elevadas devido ao fato de ser um material refratário e por possuir alta resistência ao desgaste

por abrasão, além de alta resistência a ataques químicos e à oxidação. É o principal

responsável pela baixa tendência de formação de desgaste de cratera das ferramentas de metal

duro recoberto. Por outro lado, apresenta pequena resistência a choques térmicos e mecânicos.

Nitreto de titânio (TiN): reduz o coeficiente de atrito entre a pastilha e o cavaco. É

quimicamente mais estável que o TiC, ou seja, tem menor tendência à difusão com aços. A

espessura de camada está entre 5 a 7 µm.

A espessura total das camadas que recobrem o metal duro varia entre 2 a 12 µm. Quando se

aumenta a espessura da cobertura, a resistência ao desgaste aumenta, porém a tenacidade

diminui e começa a aumentar a tendência ao lascamento das arestas. A figura 23 mostra um

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gráfico comparativo entre as microdurezas de coberturas. Note que o carboneto de titânio tem

maior dureza dentre as outras coberturas.

Figura 22 – Gráfico comparativo entre a microdureza das coberturas.Fonte: FERREIRA (2011, p. 30)

3.4.4 Classes de metal duro

Os diversos tipos de metal duro são classificados pela norma ISO (International Organization

for Standardization) em três grupos designados pelas letras P, M e K. Existe ainda uma

subdivisão dentro de cada um desses grupos usando números. Assim, existem os subgrupos

P01 a P50, M01 a M40 e K01 a K40.

O grupo P é constituído dos metais duros de elevado teor de TiC + TaC, conferindo-lhes

elevada dureza a quente e resistência ao desgaste. É usado para a usinagem de materiais que

produzem cavacos contínuos8 (aços e materiais dúcteis em geral) que, por formarem uma área

de atrito bastante grande com a superfície de saída da ferramenta, desenvolvem uma alta

temperatura de corte e tendem a desgastar bastante a ferramenta (desgaste de cratera).

O grupo K foi o primeiro tipo de metal duro a ser desenvolvido. São compostos de carbonetos

de tungstênio aglomerados pelo cobalto. Este tipo de metal duro não é resistente ao

mecanismo que gera o desgaste de cratera e, assim, os metais duros desta classe são indicados

para a usinagem de materiais frágeis, que formam cavacos curtos (ferros fundidos e latões), e

que não atritam muito com a superfície de saída da ferramenta, pois ao sofrerem uma pequena

deformação, já se rompem e pulam fora da região de corte.

8 Cavaco contínuo, como o nome diz, é o tipo de cavaco que é formado continuamente, ou seja, que é longo.

30

O grupo M é um grupo com propriedades intermediárias, sendo destinado a ferramentas com

aplicações múltiplas. A tabela 1 a seguir mostra as relação entre composição química e

características dos metais duros para cada classe.

Tabela 1 – Composição química e características dos metais duros de acordo com cada classe.

Fonte: FERRARESI (1970, p. 337) - adaptada.

3.5 Fluidos de corte

A utilização de fluidos de corte na usinagem dos materiais foi introduzida por F. W. Taylor

em 1890. Inicialmente ele utilizou água para resfriar a ferramenta, depois uma solução de

soda, ou água e sabão para evitar a oxidação da peça e/ou da ferramenta. Depois de Taylor,

diversas pesquisas desenvolveram novos tipos de fluidos além da água, já que esta, apesar de

ter alto poder refrigerante, promove oxidação da peça, da ferramenta e da máquina e tem

baixo poder lubrificante. Nos últimos anos, porém, intensificaram-se as pesquisas nesta área

com o objetivo de restringir ao máximo o uso de fluido refrigerante e/ou lubrificante na

produção metal-mecânica. Os fatores importantes que justificam tal procedimento incluem os

custos operacionais da produção, as questões ecológicas, as exigências legais quanto à

preservação do meio ambiente, a preservação da saúde do ser humano etc.

31

No uso de fluidos, são envolvidas a saúde do homem devido ao contato do fluido refrigerante

com sua pele e a saúde do homem devido ao contato do fluido refrigerante com sua pele e a

respiração e/ou ingestão de poluentes derivados dos mesmos. As doenças mais comuns

provenientes do contato do ser humano com o fluido de corte são dermatites, alergias, perda

da capacidade pulmonar, câncer gastrointestinal e a possibilidade de contrair outros tipos de

câncer. Os impactos ecológicos do uso do fluidos são: afeta o solo, a água, quando do descarte

do fluido ao fim de sua vida, e o ar, quando da própria utilização desse óleo.

Os tipos de fluidos são:

1) Ar;

2) Aquosos: podem ser água, emulsões (óleos solúveis), microemulsões (fluidos semi-

sintéticos) e soluções químicas (fluidos sintéticos);

3) Óleos: podem ser óleos minerais, óleos graxos, óleos compostos, óleos de extrema pressão

e óleos de usos múltiplos.

3.5.1 Funções do fluido de corte

Durante o corte, é desenvolvida uma grande quantidade de calor devido à energia necessária

para deformação do cavaco e à energia devido atrito ferramenta-peça e cavaco-ferramenta.

Esse calor pode ser reduzido, através do processo de lubrificação e/ou extraído, através do

processo de refrigeração, a fim de se minimizar o desgaste da ferramenta, a dilatação térmica

da peça e o dano térmico à estrutura superficial da peça. A geração de calor também pode ser

diminuída com a redução do coeficiente de atrito. Além disso, pode-se também, com a

diminuição do coeficiente de atrito, minimizar ou evitar a soldagem do cavaco à ferramenta e,

assim, evitar o fenômeno da formação da aresta postiça de corte.

Além de ser capaz de lubrificar e/ou refrigerar o corte, algumas vezes, como na operação de

furação profunda, se utiliza o fluido com o objetivo de retirada do cavaco da região de corte.

Para isso, esse fluxo deve ser de alta pressão e baixa viscosidade e o cavaco formado deve ser

pequeno.

32

3.5.2 O fluido de corte como refrigerante

Os requisitos que um fluido de corte deve possuir para retirar efeicientemente o calor da

região de corte da peça e da ferramenta são:

a) Baixa viscosidade a fim de que flua facilmente;

b) Capacidade de “molhar” o metal para estabelecer um bom contato térmico;

c) Alto calor específico e alta condutividade térmica.

Em boas partes das operações de usinagem, o fluido de corte com ação refrigerante trabalha

realmente no sentido de aumentar a vida da ferramenta. Utilizam-se fluidos de corte nesse

caso para, com o aumento da vida útil da ferramenta, obter economia no processo. A figura 24

a seguir mostra dados de tempo de vida de ferramentas em um torneamento do aço ABNT

8640, com ferramentas de metal duro triplo-revestidas com TiC, Al2O3, TiN, com vários

fluidos de corte.

Figura 23 – Diagrama mostrando a vida das ferramentas no torneamento do aço ABNT 8640, com aplicação de diversos fluidos de corte.Fonte: DINIZ et al. (2001, p. 164)

Ainda tendo ação refrigerante, o fluido de corte pode beneficiar também a peça, como é o

caso de operações onde o acabamento superficial e/ou tolerâncias dimensionais são críticos. É

necessário então que a ação refrigerante do fluido evite a dilatação da peça, propiciando a

obtenção de tolerâncias dimensionais apertadas. Esta ação é mais crítica em peças de

pequenas dimensões e/ou que possuam paredes finas.

33

Na furação de materiais que produzem cavacos descontínuos, como o ferro fundido cinzento,

a aplicação do fluido de corte se torna fundamental, principalmente em furação profunda.

Nesta aplicação, a função principal do fluido de corte é de servir de meio transportador de

cavacos. Com o cavaco fragmentado, ele não tem continuidade necessária para percorrer os

canais das brocas e ficam emperrados na região de corte, podendo causar danos maiores à

integridade da ferramenta.

3.5.3 O fluido de corte como lubrificante

A lubrificação permite uma redução no coeficiente de atrito entre cavaco e ferramenta e entre

ferramenta e peça, que facilita o fluxo de cavaco, reduzindo a força e a potência de corte e,

consequentemente, a temperatura.

O fluido penetra entre as superfícies em contato através do fenômeno da capilaridade, ajudado

pela vibração entre ferramenta, peça e cavaco.

O fluido penetra entre as superfícies em contato através do fenômeno da capilaridade, ajudado

pela vibração entre ferramenta, peça e cavaco. Se o fluido não atingir a região de corte, não se

efetivará a ação desejada. Devido a isso, a ação lubrificante fica prejudicada quando se

aumenta a velocidade de corte (e, consequentemente, a velocidade de saída do cavaco), pois

para o fluido chegar na região de corte é necessário que ele seja impulsionado com alta

pressão, o que vai exigir dele, dentre outras características, que não se vaporize quando

submetido a essas pressões altas.

Para que um fluido seja bom lubrificante, é necessário que ele possua as seguintes

características:

a) Resistir a pressões e temperaturas elevadas sem vaporizar;

b) Boas propriedades anti-fricção e anti-soldantes;

c) Viscosidade adequada – A viscosidade deve ser suficiente baixa para permitir uma fácil

circulação do fluido e suficientemente alta a modo a permitir uma boa aderência do fluido às

superfícies da ferramenta. A formação de um filme de fluido entre as partes em contato é

condição necessária para que ocorra a ação de lubrificação.

34

A figura 25 a seguir resume os tipos de fluidos de corte existentes relacionados com suas

principais composições e propriedades.

Figura 24 – Principais fluidos de corte: principais composições e propriedades.Fonte: IGNÁCIO. Disponível em: <http://www.eps.ufsc.br/disserta98/ignacio/cap3.html#3.1>. Acesso em: 19/11/11

3.6 Impacto ambiental causado pelo uso de fluidos de corte

Um litro de óleo pode tornar impróprio para o uso um milhão de litros de água potável. Na

indústria metal-mecânica, dentro do processo de usinagem, temos a utilização de fluidos de

corte que tem resultado em problemas de várias ordens, que vão desde a geração de efeitos

nocivos no ambiente de trabalho até a agressão do meio ambiente. Iremos tratar agora do

problema ambiental que fluidos de corte implicam na qualidade ambiental interna e externa da

empresa.

Além da higiene dos operadores no ambiente de trabalho, a empresa deve realizar exames

médicos periódicos de seus funcionários. As pessoas podem sofrer alergias em geral, erupções

na epiderme, dentre outros sintomas quando entram em contato com certos produtos

químicos, e esses problemas não podem ser ignorados.

3.6.1 Contaminantes e questões que influenciam o período de vida do fluido de corte

Em se tratando de contaminantes de fluidos de corte, temos os artificiais - cavacos,

lubrificantes de máquinas, copos estranhos etc- e os naturais - bactérias, microorganismos e

fungos -, como os mais determinantes. As bactérias estão presentes no meio ambiente e

35

atacam constantemente os fluidos de corte. Devemos ter a ciência dos tipos e quantidade de

bactérias presentes nestes fluidos para o seu controle permanente.

As bactérias contaminantes podem trazer inúmeros problemas à emulsão, como a corrosão,

redução do pH, esgotamento dos aditivos, formação de camada sobrenadante e

consequentemente a quebra das emulsões e soluções e a irritação da pele dos operadores.

Bactérias aeróbicas consomem o oxigênio dos fluidos de corte, enquanto as anaeróbicas são

as responsáveis pelo seu mau cheiro.

Além desses problemas, há também a questão da qualidade da água usada para a preparação

dos fluidos de corte solúveis. A água podem conter cátions de cálcio, magnésio e elementos

ferrosos. Esses, em grandes quantidades, podem trazer muitos problemas, tais como: formar

compostos insolúveis, reduzir a reserva de inibidores de corrosão e biocidas9 e formar

depósitos pegajosos no sistema de circulação das máquinas, o que resulta na obstruição da

passagem dos fluidos e pode provocar um processo de instabilidade do mesmo.

A temperatura pode infulenciar muito na questão ambiental dos fluidos. A ploriferação de

microorganismos depende da temperatura e umidade elevadas para atacarem os fluidos de

corte. Assim, deve-se fazer um controle da temperatura no ambiente de trabalho, para que o

fluido de corte tenha um período de vida grande.

3.6.2 Tipos de emissões

A utilização, na indústria, de produtos que geram efluentes considerados perigosos já é

considerada uma ameaça ao meio ambiente. Um tratamento inadequado dos fluidos de corte

durante o seu período de vida pode agravar o processo de emissões e resultar em perdas

através de:

a) Formação de gases;

b) Formação de espumas;

c) Formação de névoas;

d) Formação de neblina e precipitados;

9 Define-se como biocida qualquer substância que possua um ou mais agentes ativos capazes de prevenir, inibir, diminuir ou eliminar a ação de organismos vivos patogênicos e não patogênicos.

36

e) Oxidação dos fluidos;

f) Lançamento de fluidos para fora do sistema circulador.

A figura 25 a seguir mostra um diagrama de como os fluidos de corte podem causar impacto

na natureza.

Figura 25 – Diagrama de como os fluidos de corte podem afetar o meio ambiente.Fonte: IGNÁCIO. Disponível em: <http://www.eps.ufsc.br/disserta98/ignacio/cap3.html#3.1>. Acesso em: 19/11/11.

3.6.3 Tratamento e recuperação de fluidos de corte

Quando não se pode suspender totalmente o uso de certos tipos de fluidos de corte, há certos

procedimentos que podem ser realizados para, no mínimo, amenizar os danos causados pelos

fluidos ao meio ambiente. Alguns deles são:

a) Filtração e pasteurização dos fluidos;

b) Sedimentação;

c) Flotação;

d) Floculação;

e) Separação magnética;

f) Centrifugação;

g) Decantação.

37

3.6.4 Legislação específica para fluidos de corte

Nas últimas décadas, o consumo de recursos naturais, a poluição do ar e os resíduos

industriais despertaram grande preocupação dos órgãos ambientais e das autoridades públicas,

e estas vêm criando leis para que se haja uma harmonia entre as atividades industriais e o

meio ambiente. Por sua vez, as indústrias procuram construir uma relação de harmonia entre

três aspectos importantes para a sua sobrevivência: o tecnológico, o econômico e o ecológico.

No Brasil, há algumas determinações sobre óleos lubrificantes, que serão apresentadas a

seguir.

O decreto 50.877/61 e seus respectivos artigos, por exemplo, dispõem sobre o lançamento de resíduos tóxicos e oleosos em águas interiores e litorâneas do país. Entre outros artigos, o 1º trata das condições de lançamento de resíduos líquidos, sólidos ou gasosos industriais, o que só poderá ocorrer in natura ou após serem tratados. Este decreto ainda dispõe sobre os padrões de qualidade da água para o interesse industrial, onde é determinado que a média mensal de oxigênio dissolvido em água não pode ser inferior a 4 (quatro) partes por milhão, nem a média diária inferior a 3 (três) partes por milhão. A média mensal de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) não deve ser superior a 5 partes por milhão de água (5 dias / 20°C) e o pH não será inferior a 5 e nem superior a 9 ½ (nove e meio). Quaisquer alterações nos padrões anteriores terão que passar por autorização das autoridades pertinentes. (IGNÁCIO, 1998)

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), em sua NBR 10.004, Resíduos Sólidos

– Classificação, classifica óleos lubrificantes usados como resíduos com substâncias perigosas

por apresentarem toxidade devico à formação de compostos, como ácidos inorgânicos,

compostos aromáticos polinucleares potencialmente carcinogênicos10, resinas e lacas.

No artigo 3º da Resolução Conama (Conselho Nacional do Meio Ambiente) 9/93, ficam

proibidos quaisquer descartes de óleos lubrificantes usados em solos, águas superficiais e/ou

subterrâneas, no mar territorial e em sistemas de esgotos ou evacuação de águas residuárias.

Qualquer forma de eliminação de óleos lubrificantes que provoque contaminação atmosférica

superior ao nível estabelecido pela legislação sobre a proteção do ar atmosférico também fica

proibida.

10 Carcinogênicos são agentes que têm o potencial de desenvolver câncer.

38

No artigo 4º ficam proibidas a industrialização e comercialização de novos óleos lubrificantes

não recicláveis nacionais ou importados. Casos excepcionais terão que ser submetidos à

avaliação do IBAMA (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Renováveis).

No artigo 5º fica proibida a disposição dos resíduos derivados do tratamento de óleo

lubrificante usado ou contaminado no meio ambiente sem tratamento prévio

O artigo 6º estabelece que a implantação de novas indústrias destinadas à regeneração de

óleos lubrificantes usados ou contaminados, assim como a ampliação das existentes, deverá

ser baseada em tecnologias que minimizem a geração de resíduos a serem descartados no ar,

água, solo ou sistemas de esgotos. Também é solicitado às empresas que entreguem ao órgão

ambiental competente o plano de seus processos industriais, que assegure a redução e

tratamento dos resíduos gerados.

No artigo 7º, é estabelecido que todo óleo lubrificante usado e contaminado deverá ser

destinado à reciclagem.

O artigo 8º descreve obrigações dos produtores ou envasilhadores, que são:

1) Divulgar em todas embalagens de óleos lubrificantes produzidos ou importados, assim

como em informes técnicos, informes sobre a destinação imposta pela lei e a forma de retorno

dos óleos lubrificantes usados ou contaminados, reciclados ou não;

2) Ser responsáveis pela destinação final dos óleos usados não regeneráveis, originários de

fontes de utilização, através de sistemas de tratamento aprovados pelo órgão ambiental

competente;

3) Submeter ao IBAMA, para prévia aprovação, o sistema de tratamento e destinação final

dos óleos lubrificantes usados, após o uso recomendado quando da introdução no mercado de

novos produtos nacionais ou importados.

O artigo 9º descreve obrigações aos geradores; o artigo 10 descreve obrigações aos

receptores; o artigo 11 é uma observação quanto ao resgate de uma orientação específica para

a coleta de óleos lubrificantes usados em embarcações; estabelecem-se obrigações para

coletores de óleos lubrificantes usados ou contaminados no artigo 12; No artigo 13 são

estabelecidas obrigações ao rerrefinadores de óleos lubrificantes usados.

39

Nos artigos 14 e 15, a Resolução 9/93 determina que a armazenagem dos óleos lubrificantes

usados ou conataminados deve ser provida de unidades construídas e mantidas de de forma a

evitar infiltrações, vazamentos e ataques diversos, evitando, assim, riscos associados a estes

produtos. Quanto à embalagem e transporte, eles devem atender às normas vigentes

encontradas nos órgãos ambientais.

40

4 CONCLUSÃO

Após a realização desta monografia, a primeira conclusão que obtivemos foi que o estudo dos

desgastes de metal duro é bem mais específico do que nós pensávamos, e que sua análise é

mais que fundamental para que se obtenha elevado tempo de vida, desempenho e economia

no processo de usinagem.

Na questão do desgaste das ferramentas de metal duro, concluímos que o uso de cada tipo de

cobertura e fluido de usinagem depende muito do tipo de material que será usinado, ou seja,

para um tipo de peça, os fluidos podem reduzir bastante os desgastes sofridos pela ferramenta

e aumentar muito a vida da mesma, já para outros não.

Após estudarmos a questão ambiental que existe por volta dos fluidos de usinagem, notamos

que grande deve ser a preocupação das empresas com o meio ambiente, e que, além de pensar

na questão econômica, elas devem pensar em primeiro lugar na preservação do meio

ambiente, pois preservar o lugar no qual moramos é infinitamente mais importante que ganhar

dinheiro.

41

REFERÊNCIAS

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<http://mmborges.com/processos/>.

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Editora da Universidade de São Paulo, 1962.

FERRARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos Metais. São Paulo: Edgardo Blucher

LTDA, 1970. 751 p.

FERREIRA, Marcelo. Avaliação do desgaste da ferramenta de metal duro revestida com

TiN no fresamento do aço ABNT 4140 a seco e com fluido sintético 8% em águai. 96 f.

Dissertação (Mestrado) – Pós Graduação em Engenharia Mecânica, Pontifícia Universidade

Católica de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2011.

FREIRE, José de Mendonça. Tecnologia do Corte. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e

Científicos, 1977. 380 p.

IGNÁCIO, Élcio Antônio. Caracterização da Legislação Ambiental Brasileira Voltada para a

Utilização de Fluidos de Corte na Indústria Metal-ecânica. Florianópolis, 1998. Disponível

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<http://amigonerd.net/trabalho/9352-metal-duro-como-ferramenta-de>.

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STEMMER, Caspar Erich. Fundamentos de Corte II. Florianópolis: Editora da UFSC, 1995.

314 p.