Desenvolvimento e caracterização de ferramentas de corte nacionais de nitreto de silício - Olivério Moreira de Macedo Silva (1996)
Este trabalho teve como objetivo o estudo, desenvolvimento e caracterização de ferramentas de corte nacionais a base de nitreto de silício, aditivado com ítria, céria e nitreto de aluminio, em quantidades dissimilares, sinterizadas utilizando-se dois processos distintos: sinterização sem pressão e prensagem uniaxial a quente. Foram primeiramente confeccionados corpos de prova, caracterizadas em seguida através de medidas do tamanho médio de partículas, massa específica, identificação de fases por difração de raios-X, determinação de valores de microdureza Vickers, tenacidade à fratura por indentação e avaliação microestrutural por microscopia eletrônica de varredura. Este estudo mostrou que as características físicas e mecânicas dos compactos são fortemente influenciados tanto pelas composições das misturas como pelos processos de sinterização. Os materiais prensados a quente apresentam maiores valores de microdureza e massa específica, em função de uma etapa de controle mais efetiva no mecanismo de solução reprecipitação, durante a sinterização via fase líquida. Os materiais sinterizados sem pressão apresentam maior tenacidade à fratura, em função de relações de aspecto mais altas nos grãos beta, operacionalizando um mecanismo baseado na deflexão ou ramificação de trincas. Após a caracterização dos corpos de prova, foram confeccionadas ferramentas de corte para torneamento, de acordo com normas pré-estabelecidas para este tipo de produto, utilizando-se sinterização sem pressão como rota de processamento. Efetuou-se em seguida ensaios de usinagem em ferro fundido cinzento, utilizando-se as ferramentas desenvolvidas neste trabalho, e, para análise comparativa, uma ferramenta de nitreto de silício importada e uma de metal duro. Nas ferramentas cerâmicas desenvolvidas no CTA/IAE/AMR, não ocorreu quebra de aresta cortante, possibilitando usinagem bem sucedida com altas velocidades de corte (332m/min). A ferramenta de metal duro reagiu com o material usinado formando uma aresta postiça de corte. A referida aresta alterou a geometria da ferramenta, gerando um acabamento extremamente irregular na superfície usinada.