Maquinação CNC Inconel: Um guia definitivo
Inconel é uma super liga resistente a altas temperaturas, à corrosão e à fadiga. As suas propriedades únicas fazem dela uma excelente escolha para a indústria aeroespacial, automóvel e química. No entanto, devido à sua elevada dureza, o Inconel é difícil de processar. Neste artigo, iremos analisar as vantagens, desafios, tratamento de superfície e dicas que precisa de saber para concluir a maquinação Inconel.
Uma breve história da maquinagem CNC Inconel
O processo de maquinagem do Inconel teve início nas décadas de 1970 e 1980, uma vez que o Inconel sempre foi conhecido pela sua excelente resistência à corrosão e manuseamento a altas temperaturas. Assim, o Inconel conquistou um espaço importante nas aplicações industriais e aeroespaciais.
Os métodos tradicionais não eram capazes de maquinar Inconel devido à sua dureza, no entanto, a evolução da tecnologia CNC melhorou a eficiência e a precisão dos componentes Inconel. Além disso, a maquinagem CNC também abriu espaço para componentes Inconel com geometrias complexas, e o processo facilitou o trabalho com materiais tão difíceis.
Nos últimos anos, o avanço da tecnologia CNC tem ajudado com ferramentas avançadas de corte, sistemas de refrigeração e fusos de alta velocidade. Estes factores contribuíram para a produtividade e o desempenho do processo de Maquinação CNC Inconel.
Propriedades do Inconel
O Inconel é conhecido pelas suas propriedades sem costura e, devido a isso, adequa-se a várias aplicações exigentes, algumas destas propriedades do Inconel são discutidas abaixo:
- Inconel mantém a sua integridade estrutural e resistência a altas temperaturas o que o torna adequado para utilização em ambientes onde a temperatura elevada faz parte do ambiente, como as turbinas de gás.
- A liga Inconel é composta por um elevado teor de crómio, o que a torna resistente à corrosão e à oxidação oferecendo adequação a ambientes marinhos e de processamento químico.
- Inconel apresenta-se sem costura durabilidade e resistência mecânica o que o torna adequado para condições de elevado stress.
- Também é muito adequado para aplicações que consistem em temperaturas flutuantes devido à sua estabilidade térmica.
Graus de Inconel
A liga Inconel é composta por vários graus e cada tipo de grau tem propriedades diferentes, alguns dos graus mais utilizados de Inconel são apresentados abaixo:
Inconel 625
Inconel 625 oferece uma força ininterrupta e resistência à corrosão e é adequado para trabalhar em ambientes agressivos. Pode mesmo resistir ao desgaste quando exposto a ambientes de alta pressão ou à humidade. Devido às suas propriedades, é normalmente utilizado em componentes marítimos e aeroespaciais.
Inconel 718
Inconel 718 é conhecido pelo seu desempenho exemplar em ambientes extremos, tem uma elevada resistência à tração e oferece uma excelente resistência ao endurecimento por trabalho. É altamente compatível com o processo de maquinagem CNC e tem a capacidade de funcionar em ambientes extremos. É adequado para utilização em sistemas de geração de hidrogénio e componentes aeroespaciais devido à sua integridade em condições difíceis.
Inconel 600
O Inconel 600 oferece resistência contra a corrosão, tem um elevado teor de níquel que oferece durabilidade e protege contra a fissuração por corrosão sob tensão. É utilizado no processamento térmico e na indústria química devido à sua resistência contra materiais corrosivos e também pode suportar temperaturas elevadas.
Vantagens da maquinagem CNC em Inconel
Existem múltiplas vantagens da maquinagem CNC de inconel, algumas das quais são apresentadas abaixo:
Consistência e precisão
A maquinagem CNC é um processo altamente preciso e repetível que ajuda a fabricar componentes inconel complexos e intrincados que têm uma tolerância apertada. Garante a qualidade e o desempenho através de várias peças.
Mecanismo eficiente
A tecnologia CNC avançada ajuda a melhorar a eficiência da maquinagem, automatizando os processos e reduzindo a necessidade de trabalho manual, pelo que se revela um processo altamente adequado para o fabrico de grandes volumes com um tempo de execução mais rápido.
Geometrias complexas
As máquinas CNC têm a capacidade de lidar com desenhos intrincados e complexos, o que ajuda a obter componentes com geometrias complexas em indústrias como a aeroespacial e a automóvel.
Redução do desgaste da ferramenta
Atualmente, as máquinas CNC avançadas incluem ferramentas de corte de elevado desempenho e sistemas de refrigeração avançados, que ajudam a gerir o calor durante o processo de maquinagem. O Inconel, sendo uma liga dura e abrasiva, revela-se adequado para trabalhar com maquinagem CNC, uma vez que o sistema de arrefecimento ajuda a prolongar a vida útil das ferramentas, reduzindo o seu desgaste.
Acabamento de superfície melhorado
A maquinagem CNC oferece acabamentos de superfície sem costuras, o que é muito importante para os componentes Inconel que necessitam de um aspeto estético e de uma tolerância apertada. É altamente benéfico para tais aplicações onde a integridade estrutural e a suavidade da superfície são importantes.
Desafios da maquinagem CNC em Inconel
A maquinagem de componentes Inconel tem múltiplas vantagens, mas, ao mesmo tempo, há certos desafios que se colocam durante a maquinagem de componentes Inconel. Alguns destes desafios são apresentados de seguida.
Desgaste das ferramentas
A dureza do Inconel leva a um maior desgaste da ferramenta, o que faz com que o custo de manutenção aumente, porque as ferramentas precisam de uma manutenção adequada para um corte eficiente quando estão gastas.
Elevada produção de calor
O processo de maquinagem CNC do Inconel gera muito calor, o que provoca a distorção térmica da peça de trabalho e também leva a um maior desgaste da ferramenta. Para mitigar este problema, a necessidade de sistemas de arrefecimento é vital.
Baixa velocidade de maquinagem
A velocidade de corte para a maquinagem do Inconel é geralmente mantida baixa quando comparada com a dos materiais mais macios. Isto leva a um aumento do tempo de maquinagem e também aumenta o custo de fabrico.
Falta de acabamento da superfície
O acabamento da superfície de um componente Inconel pode ser difícil de obter durante a maquinagem porque o Inconel é um material resistente e necessita de técnicas de maquinagem altamente avançadas com controlo preciso.
Acabamentos de superfície para peças em Inconel maquinadas por CNC
Após o processo de maquinagem Inconel, alguns componentes podem necessitar de acabamento superficial adicional para os componentes Inconel, algumas das opções de acabamento superficial são as seguintes:
Moagem: O processo de retificação de superfícies ajuda a conferir suavidade à superfície dos componentes Inconel, uma vez que remove a camada superior do material e também reduz as marcas de ferramentas. O processo de retificação ajuda a obter uma melhor precisão dimensional. Os componentes Inconel utilizados na indústria automóvel e aeroespacial são maioritariamente sujeitos a retificação.
Polimento: As aplicações que requerem uma superfície brilhante para os componentes Inconel são sujeitas a polimento após o processo de maquinagem. No processo de polimento, são utilizados compostos e materiais abrasivos para obter um acabamento e um aspeto de superfície espelhados. Os artigos decorativos e os produtos de consumo topo de gama que necessitam de superfícies apelativas são sujeitos a polimento.
Jateamento: O jato de areia e o jato de esferas são os dois tipos de processos de acabamento de superfície que ajudam a criar um acabamento texturado no componente Inconel. As partículas abrasivas são libertadas a alta velocidade na superfície, o que ajuda a criar um acabamento texturado. É normalmente utilizado em aplicações arquitectónicas e industriais de componentes Inconel.
Chapeamento e revestimento: A aplicação de revestimento e galvanização nos componentes Inconel, quer sob a forma de níquel ou crómio, ajuda a melhorar o acabamento da superfície e também torna os componentes mais resistentes à corrosão. O processo de revestimento e galvanização é normalmente escolhido para o acabamento de componentes Inconel utilizados em aplicações aeroespaciais, marítimas e automóveis.
Aplicações da maquinagem CNC Inconel
A aplicação de componentes Inconel maquinados por CNC é observada em várias indústrias e algumas delas são apresentadas abaixo:
Aeroespacial
A Inconel é escolhida pela indústria aeroespacial para fabricar peças para motores a jato e turbinas a gás porque o material Inconel pode suportar condições extremas. Estes componentes são muito importantes para o desempenho e a segurança dos aviões, uma vez que oferecem uma resistência inigualável e são adequados para ambientes corrosivos e de alta temperatura.
Automóvel
A indústria automóvel requer componentes que sejam resistentes ao calor, à corrosão e à força, e os componentes Inconel oferecem todas estas propriedades. Por conseguinte, as peças maquinadas em Inconel 625 e 718 são muito populares no fabrico de rotores de turbocompressores e sistemas de escape de veículos, uma vez que estas qualidades podem suportar tensões e temperaturas elevadas.
Petróleo e gás
A indústria do petróleo e do gás requer componentes capazes de resistir a ambientes adversos. Por isso, os componentes maquinados em Inconel funcionam perfeitamente neste sector. Os componentes maquinados em Inconel estão equipados com uma tolerância apertada e são altamente duráveis. No sector do petróleo e do gás, ajudam a criar equipamento de superfície e ferramentas de fundo de poço.
Sugestões para a maquinagem CNC de Inconel
O Inconel é um material difícil mas, quando maquinado com algumas dicas importantes, é possível obter componentes precisos e de alta qualidade. Algumas das dicas importantes para a maquinação CNC de Inconel são as seguintes:
- É muito importante escolher as ferramentas de corte corretas que são especificamente concebidas para maquinar materiais como o Inconel para ajudar a cortar e moldar eficazmente e isto inclui ferramentas de carboneto.
- Durante o processo de maquinagem CNC, é gerado muito calor e é necessário utilizar muito líquido de refrigeração para que a temperatura permaneça baixa e se evitem danos térmicos.
- O ajuste ótimo dos parâmetros de maquinação é crucial para obter o corte certo, parâmetros como a taxa de avanço, a profundidade e a velocidade de corte necessitam de um ajuste optimizado.
- A configuração da maquinagem do Inconel deve ser rígida para que a deflexão possa ser minimizada e se possa obter uma elevada precisão dimensional.
- Os procedimentos de pós-maquinação são importantes para que os componentes Inconel atinjam a tolerância necessária.
Conclusão
Inconel é um material versátil, mas desafiador quando se trata do processo de usinagem. Portanto, o guia acima apresenta uma visão detalhada que o ajudará a trabalhar com este material de forma eficiente e a entender tudo sobre a usinagem CNC Inconel.
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FAQs
O Inconel é difícil de maquinar?
Sim, devido à sua elevada resistência e tenacidade, o Inconel é um material difícil de maquinar e necessita de ferramentas especializadas para obter os resultados desejados.
O Inconel é mais difícil de maquinar do que o titânio?
Sim, o Inconel é mais difícil de maquinar do que o titânio. O Inconel tem elevadas taxas de endurecimento por trabalho e provoca um elevado desgaste da ferramenta, o que não acontece com o titânio.
Qual é a melhor forma de cortar Inconel?
A melhor forma de cortar Inconel é utilizando ferramentas de carboneto ou ferramentas de aço de alta velocidade, que possuem uma aresta de corte forte. Além disso, taxas de avanço elevadas e baixa velocidade de corte ajudam a reduzir o endurecimento por trabalho do Inconel.
