MF I
Professores autores:
Claudio da Silva Andretta Eduardo Silva Lisboa Marcelo Neublum Capuano
Jan 2019
Disponível em:
www1.fatecsp.br/Lisboa apostilas
1 - Processos Abrasivos
“Precisão milimétrica”, termo em desuso - erros > 1 m são hoje, em alguns casos, inadmissíveis.
Necessidade de grande qualidade dimensional, geométrica e/ou superficial.
Processos abrasivos:
Abrasão ( ABNT PB 26): Processo mecânico de usinagem no qual são empregados abrasivos ligados ou soltos.
Abrasivo : Produto natural ou sintético, granulado, usado de várias formas, com a finalidade de remover o material das superfícies das peças.
Esfregar dois corpos cristalinos entre si, para desagregá-los, naturalmente o mais duro desgastará o mais macio
Em geral os abrasivos possuem gde dureza, podendo desgastar peças de material temperado invulneráveis as ferramentas metálicas ou cerâmicas.
Dureza, tenacidade e temperatura máxima de corte dos vários materiais para construção de ferramentas de corte (Marcondes, 1990).
1837 – Paris 10 rebolo – v= 10m/s
Abrasivo artificial foi desenvolvido no início do séc. XX – hoje v= 180 m/s
Retificação: Usinagem por remoção de cavaco, onde a superfície ativa da ferramenta (rebolo) é formada por pontas abrasivas geometricamente indefinidas.
Desvios dimensionais e geométricos – máquina
Qualidade superficial – Parâmetros de retificação, dressagem, estado da superfície ativa Desgaste de superfície ativa de rebolo: As pontas dos grãos tendem a se transformar numa superfície com raio idêntico ao rebolo, até que a força de corte destaque-o ou frature-o, formando novas arestas de corte.
Características de rebolo:
A - Granolumetria: tamanho do grão
rugosidade tamanho de grão
Grãos abrasivos – 16 à 200 centésimos Pó abrasivo - 03 à 12 centésimos Micro-pós – 0,5 à 2,8 centésimos Dimensão em malhas1: 08 à 30 mesh grosso
36 à 60 mesh médio 80 à 220 mesh finos
1- Uma dimensão em malha de 60, significa o tamanho de grão que passou em uma polegada quadrada, cujo numero de fios ( padrão) , era igual a 60 X 60 cruzados.
B – Dureza: É a medida da força com a qual a liga retem os grãos contra a tensão que tende a arranca-los quando a superfície ativa esta em contato com a peça.
C – Estrutura: Relação de vazios entre os grãos abrasivos e o material da liga.
D – Liga: aglomerante que une os grãos e gera a estrutura e dureza
Vitrificada - 75% dos rebolos, material cerâmico, e não é afetada por ácido, óleo ou água.[V]
Resina – Material orgânico ou sintéticos, usada para altas velocidades e discos de corte. [B]
Borracha – Elastômeros – rebolos de encosto. [R]
Não metálicos – Empregado para aglutinar diamante.
Aço – emprega-se aglomerante cerâmico, pois a gde vida permite estabilidade dimensional.
Influência da dressagem: Afiação ou retificação do rebolo.
Grau de recobrimento: largura do dressador Ud = bd
Avanço axial do dressador Sd
rugosidade grau de recobrimento Retificação de precisão Ud > 5
Udmáx. = tamanho de grão em malha Udmáx. = 15
Válido para granolumetria até 120 mesh.
Condições de retificação
Velocidade de corte:
rugosidade velocidade de corte
Taxa de remoção:
rugosidade taxa de remoção de cavaco
Profundidade de corte
rugosidade profundidade de corte
Devido ao aumento das ranhuras e facilidade de troca de grão, mantendo-os aguçados.
Avanço transversal:
rugosidade avanço transversal
desbaste de aço 2/3 à 3/4 B
desbaste de FoFo 3/4 à 4/5 B
acabamento em aço e FoFo 1/4 à 1/3 B B = largura do rebolo
Refrigeração da região de corte:
rugosidade parte lubrificante do fluido
óleos minerais ou óleo solúvel concentrado entre 2 à 5 %
Vazão = 1,5 à 2 litros / minuto . milímetro de “B”
Filtro = poro de 5 à 10 vezes menor que a amplitude da rugosidade.
2 - Vida de Rebolo
Desgastes por fatores mecânicos ou térmicos
Perda da agressividade – Arredondamento das pontas abrasivas (pqna variação no ).
Desgaste – Perda de volume na unidade de tempo, ciclo de trabalho, ou operação.
Vida – espaço de tempo entre duas dressagens consecutivas, no qual o rebolo atua removendo cavaco, conforme uma especificação pré estabelecida.
Critérios de vida:
Integridade superficial: arredondamento calor tensões residuais, trincas superficiais, e marcas de “queima”.
Desvios de forma: rigidez do sistema retificadora-peça-dispositivo, material ñ homogeneo, desgaste do rebolo.
Trepidação: “ovalização” do rebolo Fc ñ cte
Acabamento superficial: desgaste spark out rugosidade.
Desvios dimensionais: Devido ao ñ conhecimento da referencia de profundidade.
Forças elevadas: limites da máquina
Capacidade de corte:
Auto afiação: Fc com o arredondamento, grão desprende, surge outro agressivo.
Redressagem: Afiação do rebolo
Relação de Volumes
G = Vs Vw
> 50
Vw = volume de material removido da peça
Vs = volume de material desgastado do rebolo
dureza de rebolo Vc ;Acontato .
Tipos de máquinas operatrizes por abrasão
Esmeris de bancada, coluna, lixadeiras, chicotes, etc:
Remover excesso de material
Retificadoras:
Plana
Cilíndrica
Center less
Brancham ou axial
Corte:
3. Ferramentas abrasivas.
3.1. Tipos de abrasivos.
Entre os inúmeros materiais abrasivos utilizados pelo homem desde os tempos pré- históricos ate os dias de hoje, podemos classificar os materiais abrasivos em dois grupos: os abrasivos naturais que são aqueles encontrados na natureza e os abrasivos artificiais que são aqueles produzidos pelo homem.
3.1.1- Abrasivos Naturais [41],[42],[43]
Os abrasivos naturais são produzidos de forma aleatória pelas forças da natureza e portanto contem muitas impurezas que provocam variações em suas propriedades físicas e químicas, desta forma a sua utilização nos dias de hoje é apenas marginal e em alguns tipos específicos de aplicação, os abrasivos naturais que encontram algum tipo de aplicação atualmente são:
Colcotar ( Crocus )
É um oxido de ferro marrom avermelhado que é encontrado na natureza ou pode
ou impregnado em tecido, nas duas formas é utilizado para remover marcas de corrosão em instrumentos de precisão ou metais raros onde a quantidade de material removido durante o processo deve ser mínimo.[43]
Corindon
É o oxido de alumínio encontrado na natureza, em sua composição temos 70 a 94% de AL2O3[42] sendo o restante impurezas, sua ocorrência na natureza é freqüente, é um material muito duro (K100 = 2050Kg/mm2)[41], sua cor é geralmente preto ou marrom avermelhado, sua fratura não produz arestas vivas, seu emprego nos dias atuais é limitado, sendo empregado para polimento de lentes, pisos antiderrapantes, fabricação de lixas ou como abrasivo livre.
Esmeril
Composto de uma proporção variável de oxido de alumínio, quartzo, e oxido de ferro, sua dureza varia com a proporção de oxido de alumínio e pode alcançar ate 8 na escala Mohs, sua aplicação nos dias atuais se resume a fabricação de lixas, telas de polir ou como abrasivo livre em tamboreamento e polimento.[42]
Granada
Composto químico de Alumínio e silicatos de Magnésio e Manganês, tem sua dureza entre o quartzo e o corindon (K100 = 1360 Kg/mm2)[41], apresentam fratura conchoidal, que apresenta muitos gumes vivos e pontas. São utilizados principalmente em lixas para madeira e parcialmente também para rebolos em liga resinoide e borracha.
Pedra de arenito
Também conhecida como Sílex (quartzo- SiO2), é relativamente macio (K100 = 820 Kg/mm2), sua fratura não produz arestas muito vivas, e utilizado para afiação de ferramentas agrícolas em propriedades rurais, na industria do couro e da madeira.
Terras Diatomáceas.
Também conhecidas como Tripoli, Diatomita ou Kieselguhr[41], é obtida de uma rocha sedimentar siliciosa branda ou consolidada chamada Diatomito é constituída essencialmente por diatomaceas, as diatomaceas são um grupo de algas unicelulares, marinhas ou de água doce, com uma carapaça silicosa bivalve,
clorofilianas e providas de pigmento castanho, as terras diatomaceas são leves e porosas sendo empregadas na forma de pó para polimento e filtros.
Pedra Pomes
Ë uma pedra porosa de origem vulcânica, frágil com dureza media, utilizada como pó polidor para madeira, ossos, marfim e como enchimento em alguns tipos de rebolos de liga fria.
Diamante
É uma das três formas alotrópicas do elemento químico Carbono (diamante, grafite, carvão), possui dureza 10 na escala Mohs[42] e na escala de dureza Knoop varia de 7000 a 10000 kg/mm2 [43] dependendo da orientação do cristal, é a mais dura substancia conhecida pelo homem, é utilizado industrialmente nas operações de retificação, afiação, polimento, lapidação, perfuração de poços de petróleo, etc.
3.1.2- Abrasivos Artificiais. [41],[42],[43]
Os abrasivos artificiais começaram a ser desenvolvidos no final do século passado, estes abrasivos não apresentam os problemas inerentes aos abrasivos naturais, ou seja não estão contaminados com impurezas, o que acarreta melhores propriedades físicas e químicas aos mesmos, pois dentro de seu processo produtivo as variáveis do processo são cuidadosamente controladas.
Os mais comuns abrasivos artificiais fabricados são: Carboneto de Silício (SiC), Oxido de Alumínio (Al2O3), Nitreto cubico de Boro (CBN), Diamante industrial ou sintético e o Carboneto de Boro (B4C).
O Carboneto de Boro é produzido por um processo similar ao de fabricação do SiC por redução do anidrido Bórico pelo Carbono, desta forma obtém-se a síntese Boro-Carbono, sua dureza é superior ao SiC alcançando 9,7 na escala de dureza Mohs e 2800 Kg/mm2 na escala de dureza Knoop[42], apesar de sua dureza elevada não é utilizado em ferramentas abrasivas devido a sua estrutura cristalina que o torna friável, sua reatividade com a peça e/ou meio refrigerante nas altas temperaturas geradas no processo e o seu alto custo[42].
O Carboneto de Boro é utilizado em substituição ao diamante como abrasivo livre nas operações de polimento de pedras preciosas, fieiras de Carboneto de Tungstênio, sendo aplicado por meio de sinterização na fabricação de limas, dressadores, buchas, fieiras, bicos de jateamento, etc.
O oxido de Alumínio é um abrasivo produzido pelo homem a partir da fusão da bauxita em forno de fusão a arco, é o abrasivo mais utilizado na fabricação de rebolos respondendo por uma parcela de 75% dos rebolos fabricados, é utilizado na retificação de aços carbono, aços liga, aços rápidos, ferro fundido nodular, ferro fundido maleável recozido, bronzes duros.
A bauxita uma espécie de argila rica em oxido de alumínio hidratado é primeiramente britada em pedras com tamanho de aproximadamente de 2 cm e calcinada isto é, ela é aquecida sem fundir-se, para eliminar a água combinada, a este material é então misturado coque que tem por função eliminar as impurezas e cavacos de ferro que atuam como redutores pois se combinam com o Si formando ferro-silicio magnético, esta mistura em proporções adequadas é levada ao forno elétrico a arco, quando o forno esta com 50% da mistura dois ou três eletrodos verticais são baixados, desta forma entram em contato com a topo da mistura, entre os eletrodos é colocado coque, então os eletrodos são ligados e o coque é rapidamente aquecido e torna-se incandescente, desta forma tem inicio a fusão da bauxita, o calor dos eletrodos (~ 2000ºC) derrete a bauxita e causa a redução da maioria das impurezas, estas impurezas combinam com o ferro e fixam-se no fundo do forno, seque-se o processo carregando mais mistura pelo topo do forno, ate que o forno fique cheio de bauxita fundida, esta operação demanda de 16 a 36 horas para completar-se, ao final do processo de fusão os eletrodos são levantados e o forno e seu conteúdo deixados a esfriar por um período que varia de 10 a 14 dias, sendo então removido o lingote de oxido de alumínio que é deixado a esfriar ao ar por sete dias, o lingote de oxido de alumínio é então britado, moído, peneirado, o tipo de equipamento (martelos de queda, britadores, moinhos cônicos, moinhos de rolos, etc.) define a forma da media dos grãos (agulhas, octaedros, trapezoidais, tetraedros, etc.), neste processo de produção devido ao resfriamento lento que favorece o crescimento dos cristais os mesmos são maiores que os cristais de oxido de alumínio produzidos pelo processo de vazamento, neste processo o forno é inclinado a cada três ou quatro horas e oxido de alumínio fundido é vazado em formas refratarias para um lento resfriamento ou um resfriamento rápido por intermedio de água , desta forma são produzidos cristais com uma excelente estrutura cristalina, este processo é predominante na produção do oxido de alumínio branco.
Entre as principais impurezas presentes nos oxidos de alumínio temos “TiO2” que predomina, “SiO2”, “Fe2O3”, quanto maior a presença destes oxidos e outros, aumenta em geral a tenacidade e diminui a dureza dos grãos do oxido de alumínio
3.2.1- Tipos de Oxido de Alumínio.
Os oxidos de alumínio podem ser classificados em duas grandes famílias: os oxidos de alumínio fundidos, e os oxidos de alumínio não fundidos também conhecidos como oxidos de alumínio cerâmico, dentro de cada uma destas famílias há ainda algumas subdivisões, sendo que podemos ainda encontrar grãos abrasivos que são misturas de abrasivos de mesma família e/ou famílias diferentes, se levarmos em conta que cada fabricante de grão abrasivo tem características próprias dentro de seu processo produtivo e essas características influenciam as propriedades físico químicas e a performance em trabalho dos grãos abrasivos, desta forma a variedade de tipos diferentes de oxido de alumínio é grande, se levarmos em consideração que cada fabricante de abrasivo adota nomes e/ou designação própria nem sempre comparáveis com outros fabricante, verificamos que o conjunto de variáveis é muito grande, para um trabalho de classificação sistemático e completo, portanto neste trabalho mencionaremos somente as famílias principais.
Nos diversos tipos de grãos abrasivos de oxido de alumínio produzidos atualmente as variações de suas propriedades físicas e químicas são funções do processo de fabricação, no caso dos oxidos de alumínio fundido, lingote ou vazamento, tempo de resfriamento, variáveis de processo na fusão, do tipo e percentagem de impurezas ou aditivos contidos na matéria prima.
Alguns fabricantes de oxido de alumínio tratam o oxido de alumínio com material cerâmico ou silicone para fornecer aos grãos certas características. O tratamento com silicone promove a adesão entre os grãos e a resina e protege o rebolo da deterioração pela água ou fluidos de corte, o tratamento por material cerâmico recobre os grãos com uma camada de cerâmica especial que promove uma maior resistência a saída dos grãos ancorados na resina do aglomerante dos rebolos, este tratamento também diminui a deterioração pela ação da água ou fluidos de corte.
3.2.2- Oxidos de Alumínio Fundido.
A tabela 1, mostra os grãos abrasivos de oxido de alumínio fundido e suas misturas produzidas pela empresa “Norton”
Oxido de alumínio comum [42], [43]
O oxido de alumínio comum, fig. 2.4.A[43], é o mais comum abrasivo utilizado e contem 94,5% de oxido de alumínio, a cor do rebolo varia de cinza-opaco azulado a marrom dependendo das impurezas e do material ligante, com ligante resinoide predomina a cor marrom, o oxido de alumínio comum é indicado para retificação
aços de elevada dureza e resistentes ao calor, é empregado também em operações de desbaste tais como limpeza de peças de ferro fundido.
Figura 2.4.A[43]
Oxido de Alumínio Semifriavel
O oxido de alumínio semifriavel, fig 2.4.B[43], é similar ao oxido de alumínio comum mas contem menos impurezas, é composto de 96 a 97% de oxido de alumínio, o oxido de alumínio semifriavel é adequado para acabamento em operações de retificação em aços duros, por ser mais friável ou seja fratura-se mais facilmente, provocando um corte mais frio que o oxido de alumínio comum, é também indicado para operações em retificas verticais onde há uma grande área de contato entre o rebolo e a peça
Figura 2.4.B[43]
Oxido de Alumínio Branco
O oxido de alumínio branco, fig. 2.4.C[43], é obtido a partir da fusão da bauxita purificada quimicamente (processo Bayer) em forno a arco elétrico e resfriada lentamente, é praticamente o oxido de alumínio puro (99,5% de Al2O3), sua cor é branca e é o mais friável entre os abrasivos, apresenta dureza K100 = 2150 Kg/mm2 na escala Knoop, é utilizado na afiação de ferramentas de corte de aço rápido tais como brocas, machos, fresas, etc., onde é necessário manter pontos e gumes cortantes, em operações de retificação de materiais extra duros e resistentes ao calor.
Durante o processo de fusão se adicionar-mos Oxido de Cromo (Cr2O3) iremos obter oxido de alumínio com a cor entre rosa e vermelho escuro em função da quantidade adicionada de Oxido de Cromo, normalmente ao adicionar-mos algum oxido ao oxido de alumínio iremos diminuir a dureza dos grão e aumentar a tenacidade, entretanto se adicionar-mos oxido de cromo iremos preservar a dureza do oxido de alumínio e aumentar sua tenacidade, esses abrasivos são utilizados na afiação e retificação de aço rápido e aços duros, outro aditivo utilizado é o cobalto que deixa os rebolos com a cor de morango, estes rebolos são utilizados na afiação de precisão, onde o rebolo deve manter o perfil tais como brochas, filetes, estrias, etc.
Figura 2.4.C[43]
ÓXIDO DE ALUMÍNIO
A Grão abrasivo robusto e pouco friável. Indicado para operações de corte, desbaste e retificações em geral de material de baixa dureza.
38A Grão abrasivo extremamente friável. Indicado para operações de precisão, particularmente em aços de alta dureza e sensíveis ao calor.
19A Mistura de grãos A e 38A. Indicada para operações em que é necessária a robustez do grão A com a friabilidade do 38A.
32A 55A
Grão abrasivo monocristalino de alta resistência. Proporciona ação de corte rápido e friável com excelente manutenção de perfil. Indicado para operações de precisão.
25A DR
Grão abrasivo com friabilidade e resistência intermediárias aos abrasivos 38A e 32A. Indicado para operações de afiação de ferramentas cilíndricas, planas e pontas montadas.
95A
Versátil combinação de grãos abrasivos que proporciona boa ação de corte com friabilidade. Indicada para operações de precisão com pequenas remoções de material.
32A5 Combinação dos abrasivos 38A e 32A. Alia friabilidade com resistência.
Indicada para operações de precisão.
16A 23A
Mistura de grãos A e 32A. Indicada para operações em que é necessária a robustez do grão A com as propriedades do 32A e para operações centerless, cilíndrica, plana, flute grinding e outras.
Tabela 1 - http: www.norton-abrasivos.com.br
Oxido de alumínio Zirconado
Em aplicações onde existem altas pressões de corte um desenvolvimento foi a mistura e fusão do oxido de alumínio e zircônio dando origem aos oxidos de alumínio zirconado, fig. 2.4.F[43], que contem de 10 a 40% de oxido de zircônio (ZrO2) em sua composição
O oxido de alumínio zirconado é utilizado em rebolos com ligas resinoides normalmente para desbastes de lingotes de aços especiais, particularmente os inoxidáveis[40]
Os rebolos de oxido de alumínio zirconado apresentam as seguintes vantagens: a vida do rebolo é incrementada em duas a três vezes quando comparada com o oxido de alumínio comum, possibilita maiores velocidades de corte e pressões portanto é possível um aumento na produção, o numero de operações de dressagens é diminuído, os percentuais normais de oxido de zircônio presentes são 10, 25 e 40%.[43]
A tabela 2, mostra os grãos abrasivos de oxido de alumínio zirconado e suas misturas produzidas pela empresa “Norton”
Figura 2.4.F[43]
ÓXIDO DE ALUMÍNIO ZIRCONADO
ZF Óxido de alumínio zirconado de elevada resistência e desempenho. Indicado para operações de desbaste pesado e alta remoção, em aciaria e fundição.
NZ
Norzon®, exclusivo grão da Norton, apresenta rendimento 2 a 3 vezes superior aos grãos convencionais. Indicado para operações de desbaste e corte de metais ferrosos.
ZS
Óxido de alumínio zirconados de alta resistência. Indicado para operações de condicionamento de barras, placas etc., em que a pressão de trabalho é extremamente elevada.
Tabela 2 - http: www.norton-abrasivos.com.br 3.2.3- Oxido de alumínio cerâmico[43],[41]
O oxido de alumínio cerâmico é um desenvolvimento recente na fabricação de abrasivos, em 1988 a Norton o tornou disponível, chamando o grão abrasivo de “SG”, rebolos fabricados com este grão abrasivo possuem propriedades intermediarias entre os rebolos fabricados com os abrasivos comuns e os superabrasivos.[43]
O oxido de alumínio cerâmico é produzido a partir de grãos de oxido de alumínio extremamente fino ( m ), que são transformados em uma massa plástica por meio de um material ligante, a massa plástica formada é extrudada na forma desejada e após cortada sendo então sinterizada, a matéria prima do inicio do processo é melhorada por meio de um processo químico chamado “seeded gel”, este processo elimina as impurezas no produto final, em um único grão há milhões de partículas, portanto o grão é denso e resistente, ao fraturar-se o grão abrasivo de oxido de alumínio cerâmico reafia-se e promove uma nova aresta de corte, sua estrutura é microcristalina e quando perde suas características de corte, uma pequena partícula é fraturada e uma nova é exposta para continuar o processo de corte.
Na fig. 4.1.A[43] temos uma estrutura monocristalina que ao desgastar durante o processo de corte promove o aumento das forças ate uma parte considerável do grão abrasivo seja fraturado, na fig. 4.2.B[43] temos uma estrutura microcristalina que ao desgastar durante o processo de corte somente pequenas partículas do grão abrasivo são fraturadas.
Figura 4.1A [43]
Figuras 4.1B [43]
A dureza do grão abrasivo de oxido de alumínio cerâmico é similar ao oxido de alumínio fundido em torno de 2150 Kg/mm2 na escala Knoop, devido ao seu processo de fabricação os cristais de oxido de alumínio cerâmico possuem uma resistência ao desgaste maior que os grãos de oxido de alumínio convencional, nos grãos de oxido de alumínio cerâmico temos uma pureza de 99,6% de oxido de alumínio alfa que proporciona uma uniforme estrutura microcristalina que produz arestas de corte consistente e uniforme a cada grão abrasivo, a fig. 4.5.A[43] e fig. 4.5.B [43] demonstra o processo de fratura dos grãos de oxido de alumínio comum e o grão “SG”.
Figuras 4.5.A [43]
Figuras 4.5.B [43]
Ao adotar-mos o oxido de alumínio cerâmico em uma operação de usinagem anteriormente executada com os outros tipos de oxido de alumínio devemos alterar os parâmetros de dressagens de acordo com o especificado abaixo:
Diminuir a profundidade de dressagen em ate uma vez e meia da profundidade utilizada com os outros tipos de oxido de alumínio, este procedimento diminui as forças, o calor e a pressão geradas no processo, promovendo o aumento da vida útil do dressador.
Aumentar a velocidade de avanço transversal de forma a produzir melhores arestas de corte.
Diminuir a periodicidade das dressagens, pois devido as características do grão abrasivo do oxido de alumínio cerâmico podemos reduzir em ate 80% as operações de dressagens em relação aos outros tipos de oxido de alumínio.
As vantagens obtidas com a utilização do grão abrasivo de oxido de alumínio cerâmico são:
Aumento da vida da ferramenta abrasiva entre duas a cinco vezes.
Dobrar a taxa de metal removido.
Reduzir os danos térmicos causados a estrutura metalúrgica da peça.
Reduzir o tempo do processo de retificação.
Aumentar a produtividade
A tabela 3, mostra os grãos abrasivos de oxido de alumínio cerâmico e suas misturas produzidas pela empresa “Norton”
ÓXIDO DE ALUMÍNIO CERAMICO
SG Grão abrasivo de formato arredondado. Indicado para todas as operações em que se requer, principalmente, a integridade metalúrgica da peça-obra.
TG Grão abrasivo de formato alongado. Isto confere ao produto maior agressividade e porosidade, proporcionando maiores taxas de remoção e menor geração de calor.
SGB TGB
Versátil combinação de grãos abrasivos com SG ou TG, conferindo ao produto ótima relação custo / benefício. Indicada em operações com liga vitrificada com pequenas remoções de material.
SGK TGK
Combinação dos abrasivos SG ou TG com 32A. Indicada para operações em que seja necessária ótima ação de corte com friabilidade.
Tabela 3 - http: www.norton-abrasivos.com.br 3.3- Carboneto de Silício [41], [42], [43]
O Carboneto de silício é produzido em um forno de resistência elétrica construído a partir de tijolos refratários sem cimento, as paredes do forno tem a função de conter a mistura, as dimensões do forno podem variar de 6 a 15 metros de comprimento, 3 a 6 metros de largura e 3 metros de altura, a partir da mistura de 53% de areia de sílica (quartzo branco puro), 40% de coque de alta qualidade, 5% de serragem e 2% de sal de cozinha,[41], a função da serragem é deixar a massa mais porosa e permitir a saída de grande quantidade de gases, o sal de cozinha tem a função de limpeza ou seja transforma alumínio, ferro e outras impurezas em cloretos voláteis.
No centro das extremidades do forno há eletrodos de grafite que por intermedio de uma valeta feita na mistura durante o processo de carga é preenchida com grafite e coque metalúrgico, desta forma o contato entre os eletrodos é produzido, o inicio de operação do forno exige uma voltagem da ordem de 300 a 500 V, pois a interligação entre os eletrodos é processada de forma pontual pela grafite e coque que foi colocada na valeta, após o inicio da reação forma-se ao redor do núcleo condutor uma camada condutora de carboneto de silício que aumenta a condutividade elétrica, desta forma a tensão é gradualmente reduzida, no núcleo condutor a temperatura pode atingir valores entre 2000 ºC a 2600 ºC, os parâmetros elétricos de operação do forno podem atingir 40000 A e 75 V e consumir uma potência entre 1000 KW a 4000KW. O núcleo de carboneto de silício vai crescendo durante o processo e é interrompido quando se aproxima das paredes refratarias do forno, este processo dura ate 36 horas, desta forma temos uma camada externa de massa inalterada que atuou como isolante térmico, uma segunda camada de material parcialmente transformada composta de SiO2, Si, C e SiC, após esta camada temos as camadas de SiC composta de cristais de diferentes
tamanhos dependendo de sua distancia ao núcleo que é utilizada industrialmente, temos ainda uma camada mais interna que recobre o núcleo que é formada de SiC de alta pureza e grafite devido a dissociação parcial de uma quantidade de SiC, e por fim temos o núcleo formado por coque e grafite.
O material que é utilizado industrialmente é classificado em três a cinco qualidades, moído, os materiais que apresentam melhores qualidades são submetidos a processos químicos de purificação ou seja tratamento com soda para dissolver o ferro, lavagem com soda caustica para eliminar o Si e lavagem a vapor para eliminar o grafite, sendo após secado e passa por um separador magnético onde é classificado por tamanho de grão
3.3.1- Tipos de Carboneto de Silício
Há dois tipos básicos de carboneto de silício, carboneto de silício comum que apresenta a cor preta e carboneto de silício verde que apresenta a cor verde, o grau de pureza determina a dureza do grão abrasivo e a sua cor, o carboneto de silício é mais duro que o oxido de alumínio mas estilhaça-se mais facilmente, dureza Knoop no carboneto de silício, independe da orientação dos cristais é da ordem de K100 = 2450 a 3000 Kg/mm2, o carboneto de silício é muito estável quimicamente sendo resistente aos ácidos sulfurico, nítrico, clorídrico e fluoridico, reage com o cloro a 900 ºC formando o Tetracloreto de Silício e Carbono, os grãos finos de SiC são atacados pelo acido fosfórico mesmo a temperaturas de 200 a 300ºC.
Os grãos abrasivos de carboneto de silício podem ser misturados entre si ou mesmo com grãos de oxido de alumínio, desta forma podemos obter características diferenciadas nas faces de trabalho da ferramenta abrasiva.
A tabela 4, mostra os grãos abrasivos de carboneto de silício e suas misturas produzidas pela empresa “Norton”
Carboneto de Silício Preto
O carboneto de silício preto contem mais impurezas que o carboneto de silício verde, o carboneto de silício preto é produzido em três graduações: o preto comum, o serviço pesado preto e o especial preto, pequenas quantidades de alumínio ou oxido de alumínio dão uma coloração azul a preto ao carboneto de silício,[41], alguns fabricantes tratam o carboneto de silício preto comum com silicone para melhorar a adesão do material ligante e proteger o rebolo da deterioração pela água ou fluidos de corte, o carboneto de silício preto é utilizado nos processos de retificação de ferro fundido cinzento e coquilhado, aço inoxidável 18-8, materiais não ferrosos tais como latão, bronze, alumínio, cobre, assim como materiais não metálicos tais como borracha, couro, celulóide, refratários, mármores, granito, vidros. [41]
Carboneto de silício verde
O carboneto de silício verde contem menos impurezas que o carboneto de silício
de silício verde é mais friável que o preto devido ao grau de pureza de seus cristais, a cor verde é atribuída a 10-4 ate 10-3 de nitrogênio no carboneto de silício puro, [41] , o carboneto de silício verde é utilizado nos processos de afiação de ferramentas de metal duro e em usinagens de materiais duros onde um corte frio é requerido,[43].
CARBONETO DE SILÍCIO
37C Grão abrasivo de forma pontiaguda. Indicado para operações de corte, desbaste e retificações em geral.
39C Grão semelhante ao 37C, porém com maior pureza e friabilidade. Indicado preferencialmente para operações de afiação e retificação de metal duro.
74C Combinação dos abrasivos 37C e 39C. Ideal para operações em que são necessárias alta remoção e friabilidade.
AC Combinação dos grãos A e 37C. Indicada para operações com aços e ferros fundidos.
32AC Combinação dos grãos 32A e 37C. Indicada para operações de desbaste e acabamento de ferro fundido, aço inoxidável e materiais sensíveis ao calor.
32AG Combinação dos grãos 32A e 39C. Alia a friabilidade do 39C com a resistência do 32 A. Ótima alternativa aos grãos 74C e 39C.
Tabela 4 – http: www.norton-abrasivos.com.br/
3.4- Superabrasivos [43]
Um grande salto na tecnologia da retificação foi a introdução dos superabrasivos são assim chamados os grãos abrasivos de diamante artificial e nitreto cubico de boro, esses abrasivos devido a sua dureza podem penetrar em outros materiais e fazer a remoção de cavaco mesmo em materiais de difícil usinagem, ferramentas abrasivas produzidas com superabrasivos são projetadas para atender os requisitos dos processos produtivos atuais que visam aumentar a produtividade, melhorar a qualidade dos produtos e reduzir os custo de produção.
3.4.1- Propriedades dos superabrasivos
O diamante artificial e o nitreto cubico de boro possuem características excepcionais quanto a dureza, resistência a abrasão, resistência a compressão e condutividade térmica quando comparados aos abrasivos convencionais como o oxido de alumínio e carboneto de silício.
Tabela 5 – Propriedades dos abrasivos ( GE )
Dureza
A penetrabilidade de um material em outro é função da diferença de dureza entre eles e em sendo os superabrasivos mais duros o processo de corte é facilitado, a dureza do diamante artificial varia de 7000 a 10000 Kg/mm2 na escala Knoop [43]
e o nitreto cubico de boro tem 4700 Kg/mm2 na escala Knoop enquanto o oxido de alumínio e o carboneto de silício tem dureza entre 2100 a 2150 Kg/mm2 respectivamente.
Resistência a Abrasão
Devido a maior resistência a abrasão os superabrasivos produzem uma vida maior as arestas de corte quando comparados aos abrasivos convencionais, o diamante artificial é três vezes mais resistente ao desgaste por abrasão que o carboneto de silício, e o nitreto cubico de boro é quatro vezes mais resistente ao desgaste por abrasão que o oxido de alumínio, [43].
Resistência a compressão
A resistência a compressão nos abrasivos é definida como sendo a máxima tensão de compressão que os abrasivos suportam antes de fraturar-se, o diamante artificial suporta uma tensão de compressão dezenove vezes maior que o carboneto de silício, e o nitreto cubico de boro suporta uma tensão de compressão entre uma vez e meia a duas vezes o oxido de alumínio, desta forma são adequados para utilização em processos onde a taxa de remoção de material é grande e gera altas forças de corte.
Condutividade Térmica
A condutividade térmica é definida como sendo a capacidade do material conduzir ou transferir o calor criado na interface cavaco grão abrasivo, a rapidez com que o calor é dissipado é uma característica importante, pois o calor em não sendo dissipado pode afetar a estrutura metalografica do material da peça, a condutividade térmica do diamante artificial é de 2000 W/mºK e o carboneto de
silício é de 400 W/mºK, a condutividade térmica do CBN é de 1300 W/mºK e do oxido de alumínio é de 29 W/mºK, [44], estes valores demonstram que os superabrasivos tem uma excelente capacidade de conduzir e transferir o calor gerado no processo.
3.4.2- Diamante Artificial
O diamante artificial foi produzido em 1954 pela “General Electric Company” , o processo de produção do diamante industrial envolve condições de pressão e temperaturas somente encontradas nas profundezas da Terra, desta forma foram projetados e produzidos dispositivos e equipamentos de alta pressão e alta temperatura capazes de reproduzir as condições necessárias ao crescimento do diamante, o grafite na forma de carbono é catalisado (com substancias tais como ferro, cromo, cobalto, níquel, etc.), é sujeito a altas temperaturas (1400 a 2350ºC ) e a altas pressões ( 55000 a 130000 Bar ), para formar o cristal de diamante, uma vez formado o cristal o mesmo é resfriado e é retirada a pressão aplicada.
Em outubro de 1957 a “General Electric Company” após mais alguns desenvolvimentos começou a produção comercial do diamante artificial do tipo “A”, nos anos seguintes controlando e alterando os parâmetros do processo tais como temperatura, pressão, tempo, catalisadores, tornou possível a produção de diversos tipos de grãos abrasivos de diamante artificial com diferente formas, tamanhos e estrutura cristalina.[43]
Os processos de fabricação desenvolvidos ate hoje para a fabricação do diamante artificial são:
Transformação polimorfa direta da estrutura hexagonal do grafite em estrutura cubica do diamante, este processo é aplicável economicamente na produção de diamantes artificiais micrometricos utilizados para lapidação e polimento.[41]
Crescimento de átomos de carbono ao redor de um núcleo de diamante pela pirolise de um hidrocarboneto gasoso ou implantação de átomos de carbono, este processo encontra-se em fase experimental.[41]
Transformação do carbono amorfo em diamante, sob altas pressões ( 100 Kbar) e altas temperaturas ( 2000 a 2800 ºC ), na presença de catalisadores, este é o processo mais utilizado.[41]
3.4.2.1- Tipos de Diamante Artificial
Foram desenvolvidos diferentes tipos de diamante industrial para as mais diversas aplicações, atualmente temos diamantes artificiais para operações de retificação de Metal duro, cerâmicas, porcelanas, vidros, mármores, granito , corte de pedras,[40], com os desenvolvimentos recentes com configurações cristalinas controladas e diamantes revestidos podemos utiliza-los nos processos de retificação de materiais dúcteis não ferrosos.[41].
Os diamantes artificiais são produzidos em diversas famílias distintas em função de sua aplicação, a designação de cada família empregada neste trabalho é a adotada pela
“General Electric Company” tendo em vista que não há uma norma que especifique os grãos abrasivos de diamante artificial, as famílias são : RVG, MBG, MBS, sendo que dentro de cada família pode haver outra subdivisão:
Diamante tipo RVG
Este é um tipo de grão alongado, friável com corte áspero, fig. 5.3A[43] , consiste de milhares de pequenos cristais sendo cada cristal é um grão abrasivo, as letras que o identificam derivam de “Resin or Vitrified Grinding” e significa que o mesmo deve ser utilizado em ferramentas abrasivas produzidos com ligas de Resina ou Vitrificadas nas operações de retificação, este tipo de grão é utilizado em trabalhos pesados de materiais duros, tais como metal duro e outros materiais abrasivos não metálicos, alem de materiais não ferrosos.
Figura 5.3.A[43]
Diamante tipo RGV-W
É grão RVG recoberto com uma camada de níquel, o acréscimo da letra ‘W”
deriva de “Wet” ou seja molhado significando que devemos trabalhar com fluido de corte, este grão abrasivo é utilizado com ligante resinoide, que tem por finalidade prover uma melhor adesão grão liga pelo fato de limitar a transmissão de calor para o material ligante, também diminui a deterioração pela ação da água ou fluidos de corte, este grão abrasivo é fornecido com 30% ou 56% de níquel em peso sendo então designado por RVG-W 30% e RVG-W 56% respectivamente.
Diamante tipo RGV-D.
É grão RVG recoberto com uma camada de cobre, o acréscimo da letra “D” deriva de “Dry” ou seja seco significando que devemos trabalhar sem fluido de corte, devido a rugosidade da camada de cobre melhora a adesão do grão na liga ocasionando um melhor controle de fratura do grão sob tensão no processo de retificação.[43]
Diamante tipo MBG.
Este é um tipo de grão duro e maciço, fig. 5.3 C, que é menos friável que o tipo RGV, é utilizado em operações de retificação de vidro, cerâmica, carbonetos, é também utilizado em aplicações de retificação eletrolitica, as letras que o identificam derivam de “Metal- Bond Grinding”, ou seja ferramentas abrasivas onde o material ligante é metálico.[43]
Figura 5.3.C /MGB 610
Os grãos abrasivos do tipo MGB podem ser recobertos com titânio, níquel, cromo ou cobre conforme mostrado nas figuras abaixo:
Cobertura de Titânio / MGB 600 Ti Cobertura de Níquel /MGB 640 Cr
Cobertura de Cromo / MGB 640 Cr Cobertura de Cobre / MGB 610 Cu50
Diamante tipo MBS
Este é um tipo de grão extremamente duro, maciço, com uma superfície regular, fig. 5.3.D, desta forma temos um grão com friabilidade muito baixa, adequado para usinar materiais tais como granito, mármore, concreto, materiais de construção e materiais refratários, as letras que o identificam derivam de “Metal- Bond Sawing” , ou seja ferramentas abrasivas onde o material ligante é metálico e serrar é a operação de usinagem.[43]
Figura 5.3.D /MBS 940
3.4.3- CBN ou Nitreto Cubico de Boro [43], [41], [42]
O CBN foi sintetizado por R. H. Wenfort em 1957 e introduzido comercialmente a partir de 1968[41], o CBN é sintetizado na forma de cristal a partir do nitreto de boro hexagonal que é um pó branco, macio, de estrutura semelhante ao grafite daí ser chamado de grafite branco, o nitreto de boro de estrutura hexagonal é obtido a partir da pirolise do amoníaco de boro e cloro:
BCl3.NH3 BN + 3HCl
O nitreto de boro hexagonal no reator sob a ação de altas temperaturas (1800 a 2700 ºC), altas pressões (50 a 90 Kbar) e utilização de um catalisador normalmente Lítio, faz com que cada átomo de nitrogênio ceda um elétron ao átomo de boro o que ocasiona um outro tipo de ligação química entre os átomos, desta forma é produzida uma densa, dura e resistente estrutura cristalina similar ao diamante, o cristal de CBN possui propriedades que podem incrementar significativamente a vida das ferramentas abrasivas quando usinando aos duros.
3.4.3.1- Tipos de Nitreto Cubico de Boro
Os CBN produzidos são utilizados normalmente na industria metalúrgica na usinagem de diversos tipos de aos, entretanto não possuem uma melhor performance quando utilizados com metais não
ferrosos ou materiais não metálicos, há duas classes principais de CBN, os CBN monocristalino e os CBN microcristalino. Adotamos neste trabalho a designação do CBN de acordo com “General Electric
Company”.
3.4.3.1.1- CBN monocristalino [43]
Os grãos abrasivos de CBN monocristalino contem um grande numero de planos cristalográficos onde ao longo dos quais a fratura pode ocorrer, esta macrofratura é essencial para que os grãos abrasivos possam autoafiar-se quanto estão desgastados, a macrofratura pode ocorrer varias vezes durante a vida do cristal, há diversos tipos de CBN monocristalino:
CBN Tipo I
É um cristal abrasivo de media resistência, fig. 5.8.A[43] adequado para a utilização com ligantes vitrificados, metálicos e para deposição galvanica, é utilizado em operações de retificação com altas velocidades de corte para aos temperados, aos ferramenta, super ligas, e ferros fundidos duros.
CBN Tipo II
É um cristal abrasivo com uma camada de níquel em torno do grão que melhora a adesão do grão no ligante resinoide, fig. 5.8.B[43], é adequado para serviços pesados de retificação em aços temperados, super ligas e ferros fundidos duros, é o mais utilizado em operações de retificação.
CBN Tipo 500
É um grão abrasivo menos friável que o Tipo I, fig. 5.8.C[43], sendo adequado para utilização com ligante vitrificado e para deposição galvanica, é utilizado em operações onde há altas taxas de material removido, e uma longa vida a ferramenta abrasiva é desejável.
CBN Tipo 510
É o grão abrasivo do Tipo 500 recoberto por uma fina camada de Titânio, fig. 5.8.
D[43], a cobertura de Titânio melhora a retenção do grão abrasivo no ligante metálico ou vitrificado onde uma forte ligação entre o grão do cristal e o material ligante é necessária, é utilizado em operações onde há altas taxas de remoção de material.
CBN Tipo 400
É um grão abrasivo que possui uma forma mais angulosa que os outros tipos de CBN, devido a sua geometria no processo de usinarem gera menores forças de corte , uma característica de sua fabricação são as microfraturas controladas que resultam em cristais com fraturas planas maiores, que são resistentes e afiadas mantendo o corte do grão por mais tempo, este tipo de grão é utilizado em ferramentas abrasivas de material ligante metálico, resinoide, sendo adequado para eletrodeposicão galvanica.
CBN Tipo 420
É o grão abrasivo CBN Tipo 400, recoberto para utilização em ferramentas abrasivas de material ligante resinoide.
Figura 5.8[43]
Tabela 6 – Comparação entre os diversos grãos
monocristalino de CBN ( GE )
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.
CSA – ESL - MNC TABELA DE EQUIVALÊNCIAS DE TIPOS DE GRÃO
ÓXIDO DE ALUMÍNIO MISTURA
FABRICANTE Normal Tenaz Semi
friável Mono cristal
Branco Rosa Rubino Mistura
A/AA Mistura A/SiC Preto
Norton A 75 A 57 A 32 A 38 A 25 A 19 A AC 37 C
Carborundum A - BA WA GA PA AA AA 5 A DA CA
Bay State A RA - TA VA - 11 A
3 A - 9 A 9 A 5 A 2 A MA
CA
Besly AL AL FA
BA
- WA - - EFA
WBA BFA
AC
Gardner A - 84 A
87 A - 82 A - 80 A - - 81 A - 83
85 - 86 88 - 89 A
AC
Muvisa 15 A 10 A 16 A 18 A 19 A 21 A 31 A 17 A AC 22 C
Universal A FA - - WA 41 A 25 A MA AC BC
Winterthur Vito A - - 67 A 42 A 57 A 68 A 61 A AC
Naxos Union NK - HKS Eka EK Ekd - HK - SC
Naxos Vastervik
21 A 81 A 31 A 51 A 41 A
43 A
- - 62 A - 13 C
Atlantik NK - HK EK7 EK1 EKr8 EK6 NK/EK1 NS SCd
Efesis 13 A - - 22 A - 21 A 41 A - 32 C
Sivat e outros fabricantes
Brasil (cf.
ABNT)
A A AR - AA DR - DA CA
Tyrolit A, 10 A 15 A 52 A 90 A 89 A 88 A 91 A 50 A AC 1 C
Cincinnati 2 A 2 A 12 A
97 A 4 A
- 9 A - 97 A C 2 A
C 12 A C 4 A
6 C
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.
3.6.2- Granulometria [43], [41], [42]. 34
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.
