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Queima é um dos defeitos mais indesejáveis no processo de retificação de peças de precisão. Danos térmicos (superfície preta, listras pretas ou azuis) comprometem a integridade da peça e causam danos a componentes valiosos. Quando ocorrem em CBN (Nitreto Cúbico de Boro) , que não só possuem propriedades superabrasivas, mas também operam em alta velocidade, gerando altas temperaturas; assim, o problema se agrava. Felizmente, isso não é a norma, pois pode ser evitado completamente mediante a alteração de alguns parâmetros no restante da engrenagem.
Por que ocorre a queima da peça trabalhada
Danos térmicos ocorrem quando o calor da zona de retificação excede a capacidade de dissipação do sistema. Devido às temperaturas muito elevadas na retificação, o ponto de transição de fase do material da peça trabalhada é ultrapassado, e a metalurgia na superfície da peça trabalhada é alterada. Isso é evidente em peças trabalhadas de aço, nas quais a superfície é martensítica e a camada subadjacente está sobretêmpera, o que implica que a peça é menos dura e tem vida útil reduzida.
As rodas de CBN consomem menos energia específica de retificação em comparação com as rodas abrasivas convencionais, e a elevada condutividade térmica do CBN retira efetivamente calor da peça trabalhada. Contudo, queimaduras ainda podem ocorrer ao se empregar processos inadequados. Para ser claro: normalmente, um pacote contendo uma alteração/ajuste direcionado resolve o problema.
Parâmetro 1: Velocidade da roda
Uma causa frequente de queimaduras são defeitos de queima que ocorrem na peça trabalhada devido à velocidade da roda. Uma rotação excessivamente rápida faz com que a estrutura comece a desgastar-se, e o calor e o atrito gerados pelos grãos tornam-se excessivos. O problema pode tornar-se grave caso a roda de CBN submetida a bombardeamento eletrônico seja do tipo "ligação vítrea", destinada a operações em altas velocidades; as vibrações geradas pela operação em alta velocidade podem agravar a situação.
Como ajustar: Se estiverem ocorrendo queimaduras, reduza a velocidade de rotação da roda e as taxas de remoção de material. A taxa crítica de remoção para queimadura, em uma roda de CBN, aumenta com o fluxo condutivo de calor para os grãos. Parece haver uma oportunidade de dissipar calor durante o intervalo entre o início da desaceleração e sua conclusão. Se a desaceleração não melhorar a produtividade, experimente com o próximo parâmetro.
Parâmetro 2: Velocidade de avanço e profundidade de corte
Os fatores velocidade de avanço e profundidade de corte estão fortemente acoplados e afetam as tensões de retificação atuantes sobre o material, bem como o calor gerado no interior do material. Se o corte for muito profundo ou o avanço for muito rápido, a roda não conseguirá acompanhar a remoção de cavacos e o resfriamento. Do ponto de vista mecânico, por outro lado, se a profundidade de corte for excessiva, pode surgir um problema: as queimaduras podem aparecer na peça acabada após a retificação grossa, deixando uma sobra insuficiente para a retificação de acabamento capaz de remover a camada queimada.
Como ajustar: Reduza gradualmente a quantidade de material alimentado e cortado, de modo que não ocorra queima. Com uma profundidade de corte leve, a carga térmica na zona de retificação é menor. Em algumas aplicações, a velocidade de avanço pode ser reduzida em relação à peça trabalhada, mantendo-se a mesma profundidade de corte; isso poderia então otimizar ainda mais o processo de corte e evitar superaquecimento. Resultados de um estudo anterior mostraram que a velocidade da roda e a profundidade desempenham um papel significativo nas respostas da força de retificação.
Parâmetro 3: Especificação da roda
Se a roda não for especificada para sua aplicação pretendida, o problema pode estar na própria roda CBN. O tipo de ligante, o tamanho e a dureza da roda, bem como o tamanho das partículas, afetam todos a capacidade da roda de desempenhar adequadamente em uma área quente. Se for muito difícil ou tiver um grão muito fino, o desgaste ocorrerá lentamente, mas gerará mais calor. Uma baixa porosidade reduzirá o fluxo de refrigerante para a zona de usinagem. Além disso, o estado da roda não deve ser negligenciado: se uma roda mal dressada ou com resíduos de material em sua superfície entupir os poros, ela não cortará, mas sim esfregará a superfície, gerando atrito e calor.
Como ajustar: Tente usar um grão mais grosso ou maior porosidade — isso deve proporcionar maior capacidade para o fluido de corte atravessar o material. Com sulcos rasos, sulcos helicoidais já demonstraram melhorar significativamente o fluxo do fluido de corte e reduzir a queima. Certifique-se de que a ferramenta seja recondicionada regularmente e de que os parâmetros de recondicionamento sejam adequados. Alguns fabricantes também obtiveram sucesso ao utilizar materiais inovadores, como rodas CBN infundidas com CNT, com redução da queima do material e aumento significativo da quantidade de material removido.
Quando Procurar Ajuda
Se, após alterar a velocidade, avanço, profundidade de corte e tipo de ferramenta, ainda ocorrer queima, pode haver um problema que não está na etapa final do processo. Verificar a pressão e o fluxo do fluido de corte, verificar a rigidez da máquina e verificar a fixação das peças pode ajudar a identificar causas de danos térmicos.
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