O revestimento de ferramentas com diamante é um processo sofisticado que aumenta significativamente a durabilidade e o desempenho das ferramentas de corte.
Explicação dos 5 passos principais
1. Preparação das Ferramentas para o Revestimento de Diamante
Antes do processo de revestimento, as ferramentas de carboneto de tungsténio são submetidas a uma limpeza completa e a uma preparação química em duas etapas.
O primeiro passo envolve o desbaste da superfície de carboneto para melhorar a adesão mecânica da camada de diamante.
Isto é crucial, pois garante que o revestimento de diamante adira bem à superfície da ferramenta, evitando que se descole durante a utilização.
O segundo passo é a remoção do cobalto da superfície do carboneto, uma vez que o cobalto é prejudicial ao crescimento do diamante.
Esta etapa é essencial porque o cobalto, que é frequentemente utilizado como aglutinante no carboneto de tungsténio, pode inibir a formação de diamante durante o processo CVD.
2. Processo de revestimento de diamante
O revestimento de diamante é efectuado através de vários métodos CVD, incluindo o CVD por plasma de micro-ondas (MPCVD), o CVD por pulverização de plasma de arco DC (DAPCVD) e o CVD por fio quente (HFCVD).
Entre estes, o HFCVD é particularmente preferido em contextos industriais devido ao seu custo relativamente baixo e à sua capacidade de obter uma deposição uniforme em grandes áreas.
No processo HFCVD, ocorre uma reação em fase gasosa de baixa pressão a altas temperaturas.
O metano (CH4), utilizado como fonte de carbono, reage com o hidrogénio na presença de um filamento quente para gerar precursores de películas de diamante.
Estes precursores são então depositados na superfície da ferramenta preparada, formando uma camada de diamante densa e uniforme.
3. Caraterísticas e Vantagens das Ferramentas Revestidas com Diamante
As ferramentas revestidas com diamante, com uma espessura de revestimento típica de 10-30μm, oferecem vantagens significativas em relação às ferramentas não revestidas.
Elas são altamente resistentes ao desgaste e capazes de manter a afiação, tornando-as ideais para cortar materiais difíceis de usinar, como grafite e ligas de alumínio com alto teor de silício.
O ciclo de produção destas ferramentas é relativamente curto e o custo de preparação é moderado, especialmente quando comparado com os benefícios do aumento da vida útil e do desempenho da ferramenta.
4. Aplicação e limitações
Embora as ferramentas revestidas com diamante possam ser aplicadas a uma vasta gama de tamanhos e formas de ferramentas, existem limites práticos.
Por exemplo, as ferramentas com diâmetros superiores a 0,500″ (12,70mm) podem não ser tão rentáveis para revestir com diamante, uma vez que outros tipos de ferramentas podem ser mais adequados.
Além disso, a complexidade das formas das ferramentas que podem ser efetivamente revestidas com diamante é limitada, o que pode restringir a sua aplicação em certos processos de fabrico.
5. Resumo
Em resumo, o revestimento de ferramentas com diamante é um processo sofisticado que aumenta significativamente a durabilidade e o desempenho das ferramentas de corte.
A utilização de CVD, em particular de HFCVD, permite a deposição eficiente e eficaz de camadas de diamante nas ferramentas, tornando-as indispensáveis nas indústrias que exigem precisão e durabilidade nas operações de maquinagem.
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