3.4.3.1.2- CBN microcristalino
Os grãos abrasivos de CBN microcristalino contem um grande numero de micro cristais de CBN agrupados de forma a obter um grão denso, quando os micro grãos desgastam-se e a pressão aumenta, esses micros grãos desprendem-se fazendo com que um novo micro grão passe a executar o trabalho de corte, desta forma a geração de calor por atrito no processo de corte é mínima, há três tipos de CBN microcristalino:
CBN Tipo 550
É um grão abrasivo de forma irregular e alta resistência, fig. 5.10.A[43], adequado para retificação pesada, utilizando ligante metálico ou vitrificado, a estabilidade térmica deste grão abrasivo é mais alta que os outros tipos de CBN, pois o mesmo pode suportar temperaturas de ate 1200 ºC sem perder a resistência, é adequado para utilização em operações de retificação pesadas com altas taxas de remoção de material em materiais ferrosos temperados e super ligas.
CBN Tipo 560
É o grão abrasivo do Tipo 550 recoberto por uma camada de 60% em peso de níquel ,fig. 5.10.B[43], adequado para utilização com ligante resinoide, é utilizado em operações de retificação onde há inclusões no material da peça ou corte interrompido.
CBN Tipo 570
É o grão Tipo 550, que tem sua superfície submetida a um tratamento especial, fig.
5.10.C[43], adequado para deposição galvanica, este cristal abrasivo possui uma estrutura extremamente resistente que resulta em longa vida para a ferramenta abrasiva, altas taxas de remoção de material sendo adequado para uma variedade de materiais.
Figura 5.10[43]
3.5- Propriedades dos grãos abrasivos [41],[43]
Os grãos abrasivos possuem qualidades distintas que devem ser analisadas no momento de se optar por um tipo ou outro de grão abrasivo, no processo produtivo do grão abrasivo podemos modificar algumas destas qualidades, a analise do grão abrasivo é normalmente feita em função de quatro propriedades que os caracterizam:
Dureza
É a propriedade que os materiais mais duros tem de arranhar ou penetrar em outro material, os grãos abrasivos utilizados na usinagem dos metais possuem alta dureza e são capazes de retificar materiais tais como: aço, metal duro, vidro.
A dureza de um abrasivo é medida no verificador de Tukon, que utiliza de um diamante com forma especial que penetra o grão abrasivo, o principio é similar ao medidor de dureza Rockwell, sendo que no caso dos abrasivos a dureza é expressa na escala Knoop que indica a dureza relativa dos materiais, normalmente a medida é feita utilizando-se de uma carga de 100 gramas (K100).
Resistência ao Calor
É a capacidade dos grãos abrasivos resistirem ao calor gerado no processo de usinagem sem perderem sua capacidade de corte devido ao desgaste das arestas de corte por processos de abrasão ou por reações químicas na interface cavaco grão abrasivo.
Tenacidade
É a capacidade do grão abrasivo resistir ao impacto e as altas pressões durante o processo de usinagem, desta forma entendemos que tenacidade de um grão
abrasivo é a quantidade de trabalho necessário para fraturar/quebrar um grão abrasivo sob determinadas condições e esforços aplicados, quanto maior o esforço ou trabalho necessário para fraturar um grão abrasivo maior a sua tenacidade.
Friabilidade
É a capacidade de um grão abrasivo tem de fraturar-se ao longo de planos ou linhas cristalográficas, ao desgastarem-se as arestas de corte de um grão abrasivo produzem um aumento na pressão exercida sobre as mesmas, este aumento de pressão produz a fratura do grão expondo uma novo grão ou arestas de corte.
3.6- Características das ferramentas abrasivas
As ferramentas abrasivas são o produto da junção de pelo menos dois componentes: os grãos abrasivos que atuam como ferramentas de corte e o material de liga que atua como se fosse um porta ferramenta dos grãos abrasivos, desta forma não devemos confundir por exemplo a dureza do grão abrasivo com a dureza da estrutura de uma ferramenta abrasiva
3.6.1- Grãos Abrasivos.
Conforme visto anteriormente temos uma variedade grande de grãos abrasivos e podemos separa-los em quatro grandes famílias utilizadas na usinagem dos metais:
Oxido de alumínio
Oxido de alumínio fundido, oxido de alumínio microcristalino, oxido de alumínio cerâmico, etc.
Carboneto de Silicio
Carboneto de silício comum, carboneto de silício verde
Diamante
Diamante natural, diamante artificial
CBN ou Nitreto Cubico de Boro
Nas diferentes normas utilizadas para especificar as ferramentas abrasivas normalmente existe um campo destinado aos fabricantes de material abrasivo especificar de acordo com a sua designação o grão abrasivo utilizado.
A tabela 7[42]
Apresenta o cruzamento dos abrasivos convencionais típicos e alguns fabricantes de abrasivos, verifica-se que os fabricantes podem ou não produzir todas os tipos de grãos
abrasivos bem como há uma diversidade grande na forma de designação dos grãos abrasivos.
ÓXIDO DE ALUMÍNIO MISTURA CARBONETO DE SILÍCIO FABRICANTE Normal Tenaz Semi
friável
Mono cristal
Branco Rosa Rubino Mistura A/AA
Mistura A/SiC Preto Verde escuro
Tabela 7 [42] - Nota: A Tabela inclui os abrasivos típicos. Não mostra os altamente tenazes como Zircônio/Alumina nem os Sinterizados. Também estão excluídos os superabrasivos.
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3.6.2- Granulometria [43], [41], [42].
O tamanho do grão abrasivo e sua uniformidade são parâmetros importantes nos processos de usinagem com abrasivos, ver tabela 8 e tabela 9, a classificação mais usual é a da norma norte-americana ANSI Standard B 74.12-1977 “Specification for Size of Abrasive Grain” [41], nesta norma é especificado a malha ou “mesh” da peneira na qual os macrogrãos abrasivos (grãos com grana de 4 a 240), ficam retidos, a malha é especificada pelo numero de fios por polegada linear da peneira, os microgrãos (grãos 280 A 1200), são classificados segundo a norma ANSI B74.10-1977, utilizando-se o tubo de sedimentação também chamado sedimentômetro, outro aparelho que classifica os microgrãos em função de seu tamanho é o fotossedimentômetro, vale ressaltar que as medidas efetuadas no sedimentômetro e no fotossedimentômetro não são diretamente comparáveis [42], nas normas onde é especificado o numero de fios por uma unidade de comprimento, quanto maior o numero que identifica o grão abrasivo, menor é a dimensão do grão.
Devido a geometria dos grãos abrasivos, processo de fabricação, a classificação de tamanho do grãos abrasivos especifica sempre uma faixa de dimensões para os grãos, os macrogrãos são classificados em uma maquina chamada RO-TAP, esta maquina utiliza-se de varias peneiras com malha diferentes e produz movimento de oscilação vertical e horizontal, desta forma um grão 10 passa em uma peneira de 6 fios por polegada e é retido numa peneira de 14 fios por polegada, ou um grão 60 é aquele que passa em uma peneira de 40 fios por polegada e fica retido em uma peneira de 80 fios por polegada.
Os microgrãos podem ser classificados por decantação e especificados como pós de “n” minutos ou seja o tempo para o pó decantar-se na água, coloca-se uma certa quantidade de abrasivo dentro de um recipiente com uma certa quantidade de água, agita-se intensamente, em seguida deixa-se repousar por
“n” minutos e se extrai por sifonagem a metade da parte superior, deixa-se então evaporar a água da parte extraída, o resíduo da evaporação chama-se pó de “n” minutos, por exemplo um pó de 1 minuto corresponde aproximadamente a peneira de malha 200, ou seja d = 0.07 mm.
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TABELA COMPARATIVA DE RUGOSIDADE POR GRANULOMETRIA (VALORES ORIENTATIVOS)
Tabela 8 – Fonte: http: www.norton-abrasivos.com.br
GRANULOMETRIA TAMANHO
DE GRÃO
INDICAÇÕES GERAIS
10 – 14 Desbaste super pesado.
16 – 24 Desbaste pesado, operações de corte, grandes remoções de material e grandes áreas de contato.
30 – 46 Operações de desbaste, grandes remoções de material e retificação plana – Segmentos.
54 – 80 Semi-acabamento e média remoção de material.
100 – 150 Operações de acabamento, pequenas remoções, pequenas áreas de contato e rebolos com perfis especiais.
180 – 220 Acabamento fino e pequenas áreas de contato.
320 – 1000 Superacabamento.
Tabela 9 – Fonte: http: www.norton-abrasivos.com.br
Para grãos de superabrasivos são também utilizadas as norma FEPA “Federação Européia dos Fabricantes de Abrasivos” que especifica a abertura da malha da peneira em m, desta forma quanto maior o numero que identifica o grão abrasivo, maior é a dimensão do grão.