Maquinação CNC de ligas de aço: Tudo o que deve saber

A maquinagem CNC é um processo que utiliza máquinas-ferramentas e remove as camadas de material da peça de trabalho, ajudando a produzir componentes personalizados. A maquinagem CNC de ligas de aço é selecionada para o fabrico de componentes de ligas de aço. Se estiver disposto a explorar os fundamentos da maquinagem CNC de ligas de aço, os benefícios da utilização de ligas de aço e as suas aplicações, pode consultar este guia abaixo.

O que é o aço de liga leve?

O aço ligado é um aço que tem uma composição de outros elementos como o manganês, o vanádio, o molibdénio, o níquel e o crómio. Estes elementos são adicionados ao aço para melhorar as suas propriedades mecânicas. Estas adições tornam o aço resistente ao desgaste e à corrosão e também lhe conferem resistência.

A liga de aço é um material versátil que é normalmente utilizado em muitos tipos de aplicações devido ao seu excelente desempenho.

Processo de maquinagem CNC de ligas de aço

A maquinagem CNC de ligas de aço consiste na utilização de ferramentas de maquinagem precisas que permitem que a peça de trabalho apareça na forma desejada. Os dois principais métodos de maquinagem CNC utilizados para componentes de ligas de aço são a fresagem CNC e o torneamento CNC, que são abordados em seguida:

Fresagem CNC

Fresagem CNC é um processo de maquinagem que utiliza fresas rotativas que ajudam a remover o material da peça de trabalho e permitem criar componentes com caraterísticas detalhadas e esquemas complexos. O processo de fresagem CNC requer que a peça de trabalho seja mantida fixa na mesa de maquinagem e que as ferramentas rodem. As ferramentas utilizadas na fresagem CNC são feitas de aço rápido ou de carboneto, consoante a dureza do material.

À medida que o fuso da ferramenta roda, a forma desejada é esculpida na peça de trabalho. Durante o processo, são utilizados refrigerantes para gerir o calor e garantir uma superfície refinada do componente com uma tolerância apertada.

Torneamento CNC

Torneamento CNC envolve o processo em que a ferramenta de corte permanece estacionária e a peça de trabalho roda, ajudando a eliminar material da liga de aço para a moldar. O torneamento CNC é um processo adequado para peças cilíndricas. A peça é fixada e as ferramentas de corte em metal duro ajudam a obter o acabamento pretendido.

Durante o processo de maquinagem, os líquidos de refrigeração são utilizados para controlar o calor e manter a nitidez da ferramenta.

Tipos de ligas de aço

O aço ligado tem várias categorias em que os elementos de liga são adicionados em proporções variadas e alguns dos tipos comuns de aço ligado são os seguintes:

Aço de baixa liga

O aço de baixa liga é composto por uma percentagem muito pequena de elementos de liga, normalmente inferior a 5%. Estes aços são conhecidos pela sua dureza, propriedades mecânicas melhoradas e tenacidade. Estes aços são utilizados em aplicações como condutas, automóveis e maquinaria de construção. Alguns dos tipos mais comuns de ligas de aço são liga de aço 4130, aço de liga 4140, e liga de aço 4340.

Aço de alta liga

Os aços de alta liga são compostos por uma elevada percentagem de elementos de liga, superior a 5%. Estes aços têm caraterísticas como elevada resistência à corrosão, elevada resistência ao desgaste e elevado desempenho a temperaturas extremas. O aço de alta liga consiste em aço inoxidável 304 e 316 e este tipo de aço é utilizado em componentes aeroespaciais, processamento químico e indústria médica.

Aço maraging

Aço maraging é um tipo muito especial de aço com baixo teor de carbono. Oferece uma resistência ultra-elevada e tem uma grande ductilidade. É endurecido com a ajuda de compostos intermetálicos que se precipitam. O aço maraging é normalmente utilizado em armas, no fabrico de ferramentas e em componentes aeroespaciais.

Aço para ferramentas

O aço para ferramentas é um tipo de liga de aço que é maioritariamente utilizado no fabrico de ferramentas. O aço para ferramentas é conhecido pela sua dureza, tenacidade e resistência ao desgaste, resistindo mesmo ao amolecimento quando sujeito a temperaturas elevadas.

Benefícios da maquinagem CNC em ligas de aço

A maquinagem CNC de ligas de aço tem várias vantagens e, por conseguinte, o processo de maquinagem CNC é utilizado no fabrico de peças de ligas de aço. Algumas das vantagens oferecidas pela maquinagem de ligas de aço são as seguintes

Durabilidade e resistência melhoradas

O aço-liga é conhecido pelas suas propriedades mecânicas e dureza, pelo que é considerado adequado para os componentes que requerem uma elevada resistência ao stress e ao desgaste. A maquinagem CNC assegura que as propriedades do aço-liga são mantidas pelos componentes e que as peças têm resistência e durabilidade.

Elevada precisão e exatidão

A maquinagem CNC inclui elevada precisão e exatidão, o que é muito importante para o fabrico de desenhos intrincados e formas complexas. A precisão é também muito importante em aplicações em que são necessários componentes de aço-liga com tolerância apertada.

Componentes consistentes

O processo de maquinação CNC é automatizado e oferece uma produção consistente. O programa CNC é configurado uma vez e as peças podem ser produzidas repetidamente em grandes volumes. Ajuda a minimizar os erros e também assegura a uniformidade em todo o grande volume de componentes, proporcionando poupanças de custos e de tempo.

Processo versátil

Maquinação CNC é um processo versátil que inclui a fresagem e o torneamento, que ajuda a produzir uma vasta gama de peças em aço-liga. O fabricante pode, por conseguinte, utilizar diferentes processos e fabricar peças altamente complexas que requerem diversas formas e pormenores.

Limitações para peças personalizadas em liga de aço

A maquinagem CNC de ligas de aço tem várias vantagens, mas também tem algumas limitações, nomeadamente

Custo elevado

O aço-liga é muito caro em comparação com outros materiais, como o carbono, porque o custo dos elementos de liga é elevado. O custo elevado é normalmente uma limitação em projectos que têm orçamentos limitados para a produção de componentes de aço-liga.

Desafios na maquinagem

A liga de aço é mais dura em comparação com outros materiais, o que torna difícil a sua maquinação. Por conseguinte, a dureza do aço-liga conduz a um elevado desgaste da ferramenta e acaba por exigir frequentes mudanças de ferramenta.

Limitação no layout

O processo de maquinagem CNC é bastante versátil, mas, ainda assim, existem certas limitações de tamanho e forma para as peças fabricadas com ligas de aço. As peças de grandes dimensões podem ser um pouco difíceis de maquinar através dos processos de maquinagem CNC.

Demasiado tempo

O processo de criação de protótipos, conceção e produção de componentes de ligas de aço personalizados é um processo moroso. Os componentes de ligas de aço após a maquinagem CNC podem também necessitar de alguns pós-processos, o que também leva a um aumento do tempo de fabrico dos componentes.

Resíduos de materiais

O processo de maquinagem CNC é, sem dúvida, um método altamente preciso para o fabrico de componentes, mas também provoca um grande desperdício de material devido ao facto de ser uma técnica de fabrico subtractiva. A liga de aço é um material caro e, por isso, o desperdício também pode aumentar o custo do componente.

Sugestões para a maquinagem CNC de ligas de aço

Algumas das dicas para a maquinagem CNC de ligas de aço podem revelar-se muito importantes durante o processo de maquinagem e são as seguintes:

1. A seleção de ferramentas adequadas para a maquinagem CNC de ligas de aço é muito importante, estas ferramentas podem incluir aços de alta velocidade e carboneto. A dureza da liga de aço deve ser maquinada com uma ferramenta de dureza semelhante, de modo a ajudar a melhorar o desempenho da ferramenta e também a reduzir a necessidade de manutenção das ferramentas de maquinagem.
2. Selecionar o parâmetros corretos para o corte durante o processo de maquinagem. Ajuste a velocidade de avanço, a profundidade de corte e a velocidade de corte com base no tipo de liga de aço que escolheu.
3. A aplicação de refrigerantes e lubrificantes ajuda na dissipação do calor e também reduz o atrito causado durante o processo de maquinagem. Ajuda ainda a evitar o desgaste das ferramentas e a deformação dos componentes.
4. A peça de trabalho deve ser corretamente fixado e devem ser estáveis e rígidos para obter a precisão e o acabamento superficial necessários no componente.
5. Sempre controlar o desgaste das ferramentas para que se possa obter sempre a qualidade de maquinação correta, podendo também ser efectuada a substituição atempada das ferramentas.

Opções de pós-processamento e acabamentos de superfície em peças de ligas de aço

As peças de aço-liga podem necessitar de pós-processamento e acabamento de superfície após o fabrico, sendo alguns destes processos apresentados a seguir:

Tratamento térmico

Tratamento térmico ajuda a alterar as propriedades da liga de aço com a ajuda de processos como o recozimento, a têmpera e o revenido. O processo de recozimento ajuda a melhorar a maquinabilidade e a têmpera, e o revenido aumenta a tenacidade e a dureza do componente. As peças e ferramentas para automóveis podem necessitar de tratamento térmico como peças de aço-liga.

Chapeamento e revestimento

O processo de revestimento consiste em revestimento em pó que ajuda a adicionar uma camada de proteção sobre os componentes de ligas de aço. No processo de revestimento, a camada de proteção é depositada por meio de corrente eléctrica no componente de aço-liga. Esta camada ajuda a conferir resistência à corrosão aos componentes de ligas de aço e também melhora a sua estética. O equipamento de exterior e os materiais de construção fabricados em aço-liga são pós-processados com revestimento ou galvanização.

Jato de areia

Jato de areia ajuda a remover as incrustações e a ferrugem da superfície dos componentes de aço-liga. No processo de jato de areia, pequenas partículas são lançadas sobre a superfície do componente com pressão. O processo de jato de areia é realizado antes de pintar as peças de aço-liga.

Anodização

O processo de anodização ajuda a aplicar uma camada espessa de óxido na superfície dos aços-liga. É normalmente utilizado para oferecer proteção a componentes de ligas de aço utilizados em aplicações aeroespaciais, automóveis e arquitectónicas que necessitem de resistência à corrosão.

Aplicações da maquinagem CNC em ligas de aço

Os componentes maquinados em aço-liga são utilizados em várias indústrias, como a aeroespacial, a médica, a maquinaria industrial e o sector automóvel. Alguns dos componentes fabricados com recurso à maquinagem CNC de ligas de aço são os seguintes:

• Blocos de motor
• Lâminas de turbina
• Eixos
• Engrenagens
• Implantes médicos
• Válvulas e acessórios

Os componentes de aço-liga maquinados por CNC são conhecidos pelo seu desempenho excecional, durabilidade, resistência à corrosão e precisão, o que aumenta a funcionalidade e a vida útil do componente de aço-liga.

Conclusão

Aprender sobre maquinagem de ligas de aço deve ter-lhe dado uma compreensão detalhada do que é o aço-liga e de como pode ser útil em diferentes aplicações após a maquinagem CNC. Se procura componentes personalizados em aço-liga maquinados por CNC, pode entrar em contacto com DEK e discutir connosco as suas especificações. Podemos fornecer-lhe componentes de aço-liga exactos, versáteis e altamente precisos.

FAQs

O aço ligado é fácil de maquinar?

Sim, o aço-liga é duro e resistente, o que o torna difícil de maquinar e requer as ferramentas e os parâmetros de maquinagem corretos para obter o componente desejado.

Qual é a diferença entre o aço e o ferro?

O ferro é um elemento que ocorre naturalmente e o aço é uma liga que é feita através da adição de carbono e de alguns outros elementos ao ferro para aumentar a sua durabilidade e outras propriedades.