Ferro Fundido Grupo de Material

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1 Ferro Fundido Grupo de Material

2 Informação Geral Exemplos de Materiais de peças a maquinar Categorias de Grupos de Materiais a Maquinar (AMG) Grupos de Materiais (AMG) Dureza Carga de HB ruptura N/mm 2 Forma da Apara EN Werkstoff DIN Number 3.1 Grafite lamelar <150 <500 extra curta EN EN-JL , GG10, GG Grafite lamelar >150 <300 >500 <1000 extra curta EN EN-JL , GG25, GG Grafite nodular / Ferro fundido maleável <200 <700 média/curta EN EN JL Grafite nodular / Ferro fundido maleável >200 <300 >700 <1000 média/curta EN EN JL , , , , , , GGG40, GGG70, GTS45-06, GTW45-07 GGG40, GGG70, GTS45-06, GTW45-07 Grupos de Materiais (AMG) BS SS USA UNS JIS 3.1 Grafite lamelar Grade 150, Grade , 0212, 0814 ASTM A48 class 20 F11401, F Grafite lamelar Grade 200, Grade , 0130, 0140, 0217 ASTM A48 class 40, ASTM A48 class 60 F12801, F, Grafite nodular / Ferro fundido maleável 420/12, P440/7, 700/2, 30g/ Grafite nodular / Ferro fundido maleável 420/12, P440/7, 700/2, 30g/ , 0717, 0727, 0732, , 0223, 0737, 0854 ASTM A220 grade 40010, ASTM A602 grade M4504 ASTM A220 grade 90001, ASTM A602 grade M8501 F22830, F,20001 F26230, F

3 Conteúdos Classificação de materiais a maquinar 2 Grupos de Materiais 4 Introdução ao Ferro Fundido 5 Elementos Principais da Liga 6 Maquinação de Ferro Fundido 6 Importante quando maquinar Ferro Fundido 7 AMG AMG AMG AMG Sugestões Genéricas na Furação 12 Tabela de Avanços na Furação 13 Selecção de Brocas 14 Sugestões Gerais para Roscar 16 Diâmetros de brocas para machos de corte 17 Selecção de Machos 18 Sugestões para Fresagem 20 Parâmetros para Fresagem 21 Aplicações 22 Tabela de Avanços 23 Selecção de Fresas 26 Tabela de velocidades de corte 30 Informação Geral 3

4 Informação Geral Grupos de Materiais por Aplicação Os grupos de materiais por aplicação ( AMGs ) foram desenhados para ajudarem na escolha da ferramenta óptima para uma aplicação particular. A Dormer classifica os materiais em 10 grandes Grupos de Aplicação de Materiais. Cada grande grupo está dividido em subgrupos baseados nas propriedades dos materiais, como dureza, carga de rotura e formação da apara. Este livro concentra-se nos subgrupos Ferro Fundido. Exemplos de designações nacionais dentro de cada subgrupo são mostrados na página 2. Este livro contém uma selecção de ferramentas classificadas de excelentes para maquinação de ferro fundido. Por favor, consulte o Catálogo Geral Dormer, Selector de Produtos Dormer ou o apoio técnico local para mais informação. 4

5 Introdução ao Ferro Fundido Os ferro fundidos são da família de metais ferrosos com uma gama de características mecânicas. As peças são produzidas por vazamento do material em formas. Isto torna-as particularmente indicadas para componentes mecânicos. O uso geral do ferro fundido deve-se à versatilidade e baixo custo. A versatilidade é obtida devido a uma larga gama de características mecânicas obtidas por adição de ligas e processo de tempera. O tipo de arrefecimento da fundição afecta a dureza e estrutura do material. Historicamente, a primeira classificação do ferro fundido foi baseada na sua fractura. Dois tipos de ferro fundido foram reconhecidos: 1) Ferro fundido cinzento este tinha uma superfície de fractura cinzenta, devido a uma quantidade grande de flocos de grafite. 2) Ferro fundido branco contém uma zona de fractura branca cristalina, que ocorre ao longo de placas de carboneto de ferro. A estrutura é constituída geralmente por cementite e perlite, que é placas lamelares de carbonetos de ferro numa matriz ferrosa macia. Este material é geralmente mais duro e quebradiço do que o ferro fundido cinzento. Hoje em dia é mais comum, dividir o ferro fundido em dois grandes grupos: Ferros fundidos usuais para aplicações genéricas, as quais são usadas na maioria das peças. Estas normalmente são de baixa liga. Ferros fundidos especiais, são usados em aplicações que envolvem condições especificas de calor, corrosão e abrasão. São geralmente de alta liga. 5 Informação Geral

6 Informação Geral Elementos Principais da Liga O ferro fundido é uma liga de ferro-carbono-silício com um conteúdo de 2 4% de carbono, 1 3% de silício, assim como outros elementos, manganês (Mn), fósforo (P) e enxofre (S), balanceado com ferro. A adição de níquel, cobre, molibdénio e crómio, por exemplo, pode afectar a corrosão a quente, rigidez e resistência do ferro fundido. Os elementos de liga podem ser divididos em dois grupos: Com formação de carbonetos ou de elementos de grafite. As ligas afectam a maquinabilidade do ferro fundido. Maquinação de Ferro Fundido Do ponto de vista de maquinação, o ferro fundido tem três constituintes estruturais básicos: Ferrítico Fácil de maquinar, baixa resistência e dureza abaixo de 150HB. A baixa velocidade o ferro fundido pode fazer arestas postiças. Ferrítico/perlítico varia de baixa carga de rotura e dureza de 150HB a alta carga de rotura e dureza de 290HB. Perlítica a carga de rotura e dureza está dependente da rugosidade das placas lamelares. Com placas lamelares finas, o ferro fundido é muito duro e tem uma elevada carga de rotura, provocando arestas postiças na ferramenta. 6

7 Importante quando maquinar Ferro Fundido A maioria dos materiais vazados são fáceis de maquinar devido a formarem apara curta. Por esta razão a lubrificação é melhorada. Ferramentas com baixos ângulos de corte são normalmente usadas. A maioria dos materiais são abrasivos, portanto os revestimentos aumentam o tempo de vida. Na maioria dos casos é possível maquinar a seco. As maiores dificuldades são devidas às formas irregulares da fundição incrustações duras e areias. Informação Geral 7

8 Informação Geral 3.1 Ferro Fundido, grafite lamelar Dureza <150 HB Carga de ruptura <500 N/mm 2 Composição típica AMG 3.1 e 3.2 abrange o ferro fundido cinzento lamelar, o mais vulgar para peças vazadas de engenharia. AMG 3.1 tem uma matriz de ferrite e excelente maquinação. É relativamente macio e dúctil, com baixa carga de rotura, fraca resistência mecânica, boa resistência à fractura e condutibilidade térmica. Exemplos de uso As aplicações típicas são, componentes com baixa carga de rotura como componentes, válvulas, acessórios para tubos, tambores de travões e uso decorativo. 8

9 3.2 Ferro Fundido, grafite lamelar Dureza >150 <300 HB Carga de ruptura >500 <1000 N/mm 2 Composição típica Informação Geral Este grupo de ferro fundido representa alto grau de carga de rotura atingidos tipicamente por uma matriz de perlite. Perlite, cujo nome vem da sua aparência, é relativamente dura e mostra uma carga de rotura moderada e tem boa maquinação. Exemplos de uso São usados na fabricação de blocos de motores, cabeças de cilindros, moldes e válvulas hidráulicas. 9

10 Informação Geral 3.3 Grafite nodular/ferro fundido maleável Dureza <200 HB Carga de ruptura <700 N/mm 2 Composição típica AMG 3.3 é representado por ferros fundidos maleáveis e nodulares. Os ferros fundidos maleáveis diferem dos outros ferros porque são vazados como ferro branco. O tratamento térmico produz a estrutura final, com a forma precisa que controla a carga de rotura. Ferro fundido nodular/grafite esferoidal (SG) é fabricado com adição de liga. Pequenas quantidades de magnésio/ níquel são adicionados para mudar a forma do conteúdo em grafite de flocos para esferas. Isto melhora a carga de rotura consideravelmente. Os ferros fundidos AMG 3.3, são caracterizados pelo seu baixo custo e fácil maquinação. Exemplos de uso O uso típico são peças para automóveis, componentes para agricultura, uniões para tubos, maquinaria para minas, ligações eléctricas, componentes de válvulas e ferramentas. 10

11 3.4 Grafite nodular/ferro fundido maneável Dureza >200 <300 HB Carga de ruptura >700 <1000 N/mm 2 Composição típica Informação Geral AMG 3.4 representa o tipo capaz de atingir a carga de rotura mais alta através doe tratamento térmico. Os ferros fundidos nodular/ grafite esferoidal (SG) têm as melhores características mecânicas que os tornam complementares e substitutos de aço em muitas aplicações. Exemplos de uso Os componentes típicos são rodas dentadas, árvore de cames e válvulas. 11

12 Sugestões Gerais para Furação 1. Seleccione a broca recomendada para a aplicação, tendo em conta o material a maquinar, a capacidade da máquina e o lubrificante a ser usado. 2. Flexibilidade entre o componente e a árvore da máquina podem provocar danos à broca, ao componente e à máquina - assegure sempre o máximo de estabilidade. Isto pode ser obtido escolhendo sempre a ferramenta mais curta para a aplicação. 3. A fixação da ferramenta é um aspecto importante na operação de furação pois a broca não pode escorregar ou mover-se na ferramenta de suporte. 4. O uso de fluidos recomendados de arrefecimento e lubrificação devem ser utilizados na furação. Quando os usar certifique-se que são abundantes e que chegam à ponta da broca. 5. A saída da limalha durante a furação é essencial para assegurar um processo de furação correcto. 6. Quando afiar uma broca, tenha a certeza que reproduz a geometria da ponta correcta e remove todo o desgaste. 12

13 Ø [mm] A C F G I J K L M V W X Y mm/rot ± 25% 13

14 A022 A124 A520 R022 R520 R557 R558 A / K 55C 48M 75X 90Y 130Y 110Y 55L 25I 43C 37K 75X 90Y 130Y 110Y 40K 20G 40C 30J 55X 65X 90X 80X 37K 16G 32A 26F 55X 65X 90X 80X 33G Excelente Bom 14

15 A552 A160 A510 R002 A553 A554 R553 R554 R /8 55L 50C 42K 75W 70K 70K 130W 110W 120W 40K 40A 32J 75W 50J 50J 130W 110W 120W 37K 35A 28J 55W 45J 45J 90V 80V 80V 33G 30A 25F 55W 42F 42F 90V 80V 80V

16 Sugestões Gerais para Roscagem 1. Seleccione o desenho correcto do macho para o material do componente e tipo de furo, a passar ou cego. 2. Assegure-se de que o componente está bem seguro - movimento lateral pode provocar a quebra do macho ou roscas sem qualidade. 3. Escolha a dimensão correcta da broca (ver oposto). Assegure-se sempre que a dureza do material do componente foi mantida no mínimo. 4. Seleccione a velocidade correcta indicada nas páginas de selecção de machos, no catálogo ou no Selector de Produtos. 5. Use o óleo de corte correcto para a aplicação. 6. Nas aplicações de CN assegure-se que o avanço é correcto. Quando utilizar um sistema de roscagem, recomenda-se a utilização de 95% a 97% do passo para permitir que o macho gere o passo. 7. Quando possível, fixe o macho num suporte de roscar com limite torque, que assegure ajustamento axial do macho. Também protege o macho de fracturas acidentais por bater no fim do furo. 8. Assegure uma entrada suave do macho no furo, de modo a evitar roscas fora de tolerância. 16

17 Diâmetros de brocas para Machos de Corte - Tabelas de recomendação ROSCA MÉTRICA Macho Máximo Diâm. Diâm. Diâmetro da da Passo Interno Broca Broca M mm mm mm polegada / / / H / Q / Y / / / / / / / /64 ROSCA MÉTRICA PARA ADX/CDX Macho Diâm. Passo da Broca M mm mm O diâmetro da broca pode ser calculado a partir de: D = D nom - P D = Diâmetro da Broca (mm) D nom = Diâmetro nominal do macho (mm) P = Passo do macho (mm) DIÂMETROS RECOMENDADOS QUANDO USAR BROCAS DORMER ADX/CDX A tabela acima refere-se ao uso de brocas standard. As brocas modernas como as Dormer ADX/CDX produzem furos mais precisos sendo necessário para roscagem aumentar o diâmetro da broca de modo a evitar a fractura do macho. Por favor veja a pequena tabela à esquerda.

18 DIN Outros tipos de rosca disponíveis. E201 E252 E446 E447 E462 E463 M3 - M10 M8 - M24 M3 - M10 M8 - M24 M6 - M10 M12 - M20 Excelente Bom

19 ISO E053 Por favor veja catálogo Dormer. M3 - M

20 Sugestões Gerais para Fresagem 1. Onde for possível, utilize fresagem a favor para obter maior tempo de vida. Fresar a favor permite melhor saída de apara, menos desgaste, melhoria de superfície e menos potência da máquina quando comparado com fresagem em oposição. 2. Use sempre uma fresa em boas condições. 3. Use máquinas em bom estado e com potência suficiente. 4. O suporte da ferramenta deve estar concêntrico na haste da máquina. 5. A ferramenta tem de estar segura concêntrica no suporte. Verifique estragos ou desgaste na haste e no suporte. 6. Das fresas recomendadas use as mais curtas para a sua aplicação e trabalhe o mais perto possível da cabeça da máquina. 7. Para uma óptima produtividade, use fresas revestidas ou de metal duro. 20

21 Parâmetros de fresagem 1. Identifique o tipo de fresas a usar - tipo de fresa de acabamento - tipo de centro. 2. Tenha em conta o estado e a idade da máquina. 3. Seleccione a melhor dimensão de fresa de acabamento de modo a evitar flexões e fadiga - a maior rigidez - o maior diâmetro. 4. Escolha o número de navalhas - mais navalhas reduz o espaço para aparas aumenta a rigidez permite maiores avanços - menos navalhas aumenta espaço para aparas- diminui rigidez fácil saída das aparas. 5. Determinar a velocidade correcta e avanço só é possível quando os seguintes factores forem conhecidos: - Tipo de material - Potência disponível na árvore - Tipo de acabamento. 21

22 Aplicação Rasgos Desbaste Topo esférico Acabamento Raio Detalhes como usar as tabelas de avanços que se seguem, por favor veja abaixo. 22

23 Ø mm mm/z ± 25% ,5D D A 0,004 0,008 0,013 0,017 0,024 0,029 0,043 0,060 0,072 0,084 0,096 0,097 0,096 0,099 0,105 0,109 0,108 0,106 0,108 0,108 B 0,004 0,007 0,012 0,015 0,022 0,026 0,039 0,054 0,065 0,076 0,086 0,087 0,086 0,089 0,095 0,098 0,097 0,095 0,097 0,097 D 0,8D G 0,026 0,034 0,036 0,043 0,050 0,057 0,064 0,071 0,071 0,054 0,053 0,054 0,053 0,056 0,057 H 0,023 0,031 0,032 0,039 0,045 0,051 0,058 0,064 0,064 0,049 0,048 0,049 0,048 0,050 0,051 1,5D 0,1D S 0,010 0,015 0,023 0,029 0,039 0,051 0,071 0,086 0,100 0,114 0,129 0,143 0,113 0,129 0,107 0,114 0,122 0,137 0,133 T 0,009 0,014 0,021 0,026 0,035 0,046 0,064 0,077 0,090 0,103 0,116 0,129 0,102 0,116 0,096 0,103 0,110 0,123 0,120 23

24 Z > ,5 0,05 1,5 0,1 1 0,5 0,5 1 0, ,5 Ø mm mm/z ± 25% >0, A B C A B C A B C A B C B

25 & 4 4 Z ,1-0,5mm 0,1-0,5mm 0,01-0,1 1 1,5 0,1 1,5 0,25 A BC A BC S044 Ø mm mm/z ± 25% A B C A B C

26 C126 C139 C353 C352 C246 C920 C922 z2 z2 z3 z3 z4-6 z3-4 z A 55A 67A 61A 55S 55S 61G 50A 45A 55A 50A 45S 45S 50G 87B 79B 96B 88B 79T 79T 88H 54B 49B 60B 55B 49T 49T 55H Excelente Bueno 26

27 C428 C492 S102 S122 S302 S322 S044 S201 z3-6 z3-6 z2 z2 z3 z3 z4 z G 55G 150B 136B 150B 136B 198B 250B G 45G 90B 82B 90B 81B 131B 150B H 79H 120B 109B 120B 109B 175B 150B H 49H 80B 73B 80B 72B 107B 125B

28 S241 S250 S251 S332 S503 S532 S190 z4 z4 z4 z4 z2 z4 z B 220B 185B 90B 300B 300B 300B 115B 130B 110B 80B 180B 180B 180B 115B 130B 110B 90B 180B 180B 180B 96B 110B 90B 80B 150B 150B 150B Excelente Bom 28

29 29

30 Informação Geral Tabela de velocidades de corte, <10mm VELOCIDADE DE CORTE PERIFÉRICA Métros/Min. Pés/Min. ROTAÇÕES POR MINUTO (RPM) Diâm. da Ferramenta pol. mm 1, , , , , ,18 1/ , , , ,76 3/ , , ,35 1/ , ,94 5/ , , ,53 3/ ,

31 Tabela de velocidades de corte, >10mm VELOCIDADE DE CORTE PERIFÉRICA Métros/Min. Pés/Min. ROTAÇÕES POR MINUTO (RPM) Diâm. da Ferramenta pol. mm 11,11 7/ , ,70 1/ , ,29 9/ , ,88 5/ , ,46 11 / , ,05 3/ , , , , , , , , , Informação Geral