Aço inoxidável 304 vs 316: qual é melhor em termos de usinabilidade?

Na hora de escolher materiais para projetos de fabricação, o aço inoxidável costuma ser a primeira opção devido à sua adequação à aplicação, durabilidade e estética. Os aços inoxidáveis ​​304 e 316 estão entre os mais populares, conhecidos por sua facilidade de uso e adaptabilidade. No entanto, outro parâmetro importante a ser considerado para aplicações práticas é a usinabilidade. Este artigo explora as principais características que diferenciam os aços inoxidáveis ​​304 e 316 em relação à sua usinabilidade e desempenho em diferentes circunstâncias. Ao final da leitura, você saberá qual tipo de aço é o mais adequado para suas necessidades de usinagem e por quê.

O que torna o aço inoxidável 304 mais fácil de usinar?

Comparado ao aço inoxidável 316, o aço inoxidável 304 é mais fácil de usinar devido ao menor teor de molibdênio. A falta de molibdênio produz menor resistência do material e taxas de endurecimento por trabalho, então o material é menos passível de corte durante os processos de usinagem. Além disso, o 304 é marginalmente mais macio do que outras classes, então os cavacos são formados mais facilmente. Essas características diminuem o desgaste das ferramentas, o que, juntamente com a eficiência de usinagem aprimorada, é o motivo pelo qual é geralmente aceito que o 304 é o aço ideal para operações gerais de usinagem onde a alta resistência à corrosão não é tão crucial.

Compreendendo a composição do aço 304

O aço 304 consiste principalmente de ferro, mas também contém cromo e níquel em quantidades consideráveis, que são em torno de 18-20% e 8-10.5%, respectivamente. Esses elementos aumentam significativamente a resistência à corrosão e a durabilidade. Eles também melhoram a resistência do material à oxidação e outros fatores ambientais. Ele também contém carbonos, manganês e silícios em pequenas quantidades, o que aumenta ainda mais sua resistência ao mesmo tempo em que refina suas propriedades mecânicas. A combinação desses materiais garante que essas ligas de aço inoxidável amplamente utilizadas sejam compatíveis com várias indústrias.

O papel do níquel e do cromo na usinabilidade

Composições de ligas como o aço 304 se beneficiam muito da adição de níquel e cromo em termos de usinabilidade. Na minha opinião, com a adição de níquel, o material se torna mais maleável, o que facilita processos de corte e modelagem, enquanto o cromo contribui adicionando dureza e aumentando a resistência ao desgaste, estendendo assim a vida útil das ferramentas. Isso permite uma trabalhabilidade excepcional, mantendo a integridade e o desempenho do material.

Como as ferramentas de carboneto auxiliam na usinagem de aço inoxidável 304

Ferramentas de carboneto são conhecidas por terem um desempenho extremamente bom quando usadas para usinar aço inoxidável 304, principalmente devido à extrema dureza, estabilidade térmica e durabilidade que possuem. Embora a alta concentração de cromo e níquel do aço inoxidável 304 seja vantajosa para sua resistência à corrosão, bem como outras propriedades mecânicas, barreiras como endurecimento por trabalho e alto desgaste da ferramenta podem ser prejudiciais. Felizmente, ferramentas de corte de carboneto são proficientes em gerenciar essas barreiras, garantindo uma usinagem eficaz.

Um dos benefícios mais intrigantes que as ferramentas de carboneto fornecem é a estabilidade da aresta de corte em temperaturas elevadas. Essa característica é extremamente importante para que o aço inoxidável austenítico, como o 304, seja utilizado de forma eficaz. Um estudo indicou que as ferramentas de carboneto podem suportar temperaturas maiores que 800 graus Celsius sem deformação ou danos. Essa resistência térmica permite velocidades de corte mais altas, o que consequentemente reduz os tempos de ciclo e aumenta a produtividade.

Além disso, a aplicação de novos revestimentos de ferramentas baseados em nitreto de titânio e alumínio (TiAlN) e deposição química de vapor (CVD) melhora significativamente o desempenho das ferramentas de carboneto. Esses revestimentos reduzem o atrito, aumentam a resistência ao desgaste e prolongam a vida útil da ferramenta, especialmente no contexto da usinagem de aço inoxidável, que é altamente abrasivo por natureza. Por exemplo, ferramentas de carboneto revestidas com TiAlN demonstraram uma melhoria de 30-50% na vida útil da ferramenta em comparação com ferramentas não revestidas quando empregadas em processos de usinagem de alta velocidade.

Com a combinação certa de parâmetros de corte como velocidade de corte, avanço e profundidade de corte, as ferramentas de carboneto efetivamente mitigam os problemas apresentados pela usinagem de aço inoxidável 304. Além disso, a aplicação correta de refrigerante e lubrificação funciona para melhorar ainda mais o desempenho, reduzindo o acúmulo de calor e a colagem de cavacos.

No final, a capacidade das ferramentas de carboneto de aumentar significativamente a produtividade e a precisão dos resultados em operações de usinagem em aço inoxidável torna essas ferramentas um requisito nas práticas de engenharia modernas.

Por que considerar aço inoxidável 316 para usinagem?

A influência do molibdênio no aço inoxidável 316

A adição de molibdênio melhora a resistência do aço inoxidável 316, tornando a liga mais forte do que suas contrapartes. O molibdênio também aumenta a resistência à corrosão da liga, particularmente em cloreto e outros meios agressivos, que são as formas mais comuns de corrosão. A resistência do material também é melhorada em temperaturas elevadas. Essas características aumentam a faixa de usabilidade do aço inoxidável 316 para aplicações marítimas, processamento químico e produtos farmacêuticos, que exigem desempenho irracional do material.

Processamento 316: Manuseio de altas temperaturas e ambientes corrosivos

O aço inoxidável 316 é famoso por manter sua forma e resistir à corrosão sob estresse. Existem alguns procedimentos específicos que precisam ser considerados ao trabalhar com a liga para torná-la um pouco mais eficaz em altas temperaturas e situações de corrosão.

Temperaturas de trabalho e resistência ao calor

O aço inoxidável 316, juntamente com outras ligas, funciona muito bem em temperaturas elevadas e tem um bom desempenho resistindo ao calor acima de 1600F (870 C). Ele suporta temperaturas de 1700F (925 C) por períodos moderados. Quando colocado em tais condições, um certo tipo de recozimento é necessário para restaurar a ductilidade do material. Este processo também reduz a quantidade de estresse causado pela usinagem ou conformação. A quantidade de estresse suportado e a ductilidade obtida por certas ligas são conhecidas como ductilidade melhorada. O processo de recozimento deve ocorrer dentro da faixa de 1900F a 2090F (1040 C- 1175 C). Este processo também deve ser seguido por resfriamento rápido para evitar que o composto resistente à corrosão evapore.

Resistência à corrosão em situações extremas

A corrosão por pites e frestas é bastante comum em locais com alto teor de cloreto. Isso pode incluir oceanos e mares. O teor de Mo na liga de alumínio aumenta sua proteção contra corrosão. O aço inoxidável 316 tem proteção melhorada contra corrosão em outras ligas de grau. Este grau tem uma resistência à pites melhorada equivalente variando de 23 a 28. Os processos de passivação e tratamentos de superfície podem, além disso, ajudar a aumentar as condições anticorrosivas dos materiais.

Considerações sobre usinagem e conformação

A taxa de endurecimento do aço inoxidável 316 é extremamente alta, o que significa que requer ferramentas e métodos de produção específicos. Por exemplo, é aconselhável que as pontas das ferramentas sejam construídas de carboneto ou material similar. Além disso, a abrasão e a deformação da ferramenta podem ser minimizadas reduzindo a taxa de avanço e garantindo o resfriamento constante. Por fim, técnicas de dobra e fundição, como estampagem profunda, são melhor concluídas quando o material é moderadamente aquecido para evitar rachaduras e falhas da liga.

Se esses parâmetros forem controlados adequadamente, o desempenho e a expectativa de vida útil do aço inoxidável 316 usinado serão aceitáveis ​​para a maioria das aplicações agressivas às quais as indústrias os submetem.

Trabalhando com aço inoxidável tipo 316

O valor estético e a resistência à corrosão do aço inoxidável Tipo 316 só podem ser obtidos por meio de limpeza consistente. É melhor limpá-lo com água morna e detergentes suaves e enxaguar e secar depois para evitar manchas de água. O uso de produtos de limpeza abrasivos e palhas de aço é melhor evitado, pois podem afetar negativamente a camada protetora de óxido. Produtos de limpeza não abrasivos feitos especialmente para aço inoxidável podem ser usados ​​em manchas mais difíceis. O ambiente deve ser mantido limpo e seco, pois isso retarda o processo de corrosão onde umidade e salinidade são comuns. O esforço de manutenção aplicado corresponde diretamente à longevidade e durabilidade do material.

Como os graus 304 e 316 se comparam em usinabilidade?

A diferença entre 304 e 316

A principal distinção entre os aços inoxidáveis ​​304 e 316 está na composição e na capacidade de resistir à corrosão. Com a adição de molibdênio, o grau 316 tem resistência estruturalmente melhorada à corrosão e à corrosão, o que o torna ideal para aplicações de processamento marítimo ou químico. Comparado ao 316, o grau 304 é mais barato e, embora ainda seja muito resistente à corrosão, é destinado ao uso geral em situações menos exigentes. Não há diferença em resistência, durabilidade e usinabilidade em ambos os graus. No entanto, a seleção de qual usar depende dos requisitos ambientais e funcionais da aplicação.

Avaliação da usinabilidade: aço inoxidável 304 vs 316

A usinabilidade dos aços inoxidáveis ​​304 e 316 depende totalmente de sua composição específica de liga, bem como de suas propriedades físicas. A usinagem de aço inoxidável grau 304 encontra o grau 316 um pouco mais difícil de usinar do que o grau 304. Isso ocorre porque o grau 304 tem um teor de molibdênio menor do que o grau 316, o que significa que ocorre menos desgaste da ferramenta e o corte se torna mais fácil. Ele tem uma aplicação mais ampla na usinagem, como fixadores, peças automotivas e utensílios de cozinha.

O aço inoxidável grau 316, por outro lado, contém aproximadamente 2-3% de molibdênio em sua composição, o que o torna mais duro e difícil de usinar porque reduz a formação de cavacos. Essa característica torna a usinagem muito mais difícil devido à necessidade de melhores ferramentas de corte, taxas de avanço mais lentas e velocidades de corte mais otimizadas para aumentar a vida útil e a precisão da ferramenta. No entanto, ele também é amplamente usado em peças onde há necessidade de aumentar a resistência à corrosão, como em alguns equipamentos marítimos, equipamentos farmacêuticos e tanques químicos.

Os detalhes sobre as velocidades de corte mostram que o aço inoxidável 304 pode suportar velocidades mais altas, variando de aproximadamente 130 a 200 pés por minuto (FPM) usando ferramentas HSS, enquanto o grau 316 é cronometrado em velocidades mais baixas e médias de 100 a 150 FPM com as mesmas condições. Ao usar ferramentas de carboneto, esses números podem ser aumentados de duas a quatro vezes, destacando a importância da seleção adequada de ferramentas.

Ao considerar o acabamento da superfície, o grau 316 produz acabamentos mais suaves. Isso é possível por meio da resistência superior ao endurecimento por trabalho durante a usinagem. O uso de refrigerante é recomendado para ambos os graus para eliminar o superaquecimento, reduzir o desgaste da ferramenta e obter um melhor acabamento da superfície.

No final, ambos os graus têm usinabilidade suficiente, mas a seleção depende das especificações da aplicação, das ferramentas que podem ser usadas e da importância do recurso de resistência à corrosão no componente concluído.

Estudo de caso: Usinagem 304 ou 316

É muito importante levar em consideração as propriedades mecânicas dos aços de grau 304 e 316 antes de usiná-los, pois isso impactará muito o processo de usinagem. A resistência à tração para o grau 304 é de cerca de 515 MPa, enquanto para o grau 316, é de cerca de 580 MPa. Este grau 316 mais resistente pode resultar em uma amplificação do desgaste da ferramenta durante processos de usinagem extensivos.

Um fator proeminente que tem impacto na Usinabilidade é a dureza do material. De uma escala de dureza Brinell, diz-se que o grau 304 tem cerca de 201, enquanto o 316 mostra uma medição aumentada de cerca de 217. A maior tenacidade do 316 tende a fornecer maior resistência ao corte, necessitando, portanto, de melhores ferramentas e técnicas de usinagem mais sofisticadas para produzir a saída necessária.

A taxa de endurecimento por trabalho é outro fator crucial. Ambas as classes são austeníticas, o que significa que endurecem por trabalho; no entanto, devido ao maior teor de molibdênio, o 316 tende a endurecer por trabalho mais lentamente do que o 304. Esse fator torna as formas previsíveis de operações de usinagem um pouco mais complicadas, especialmente em velocidades elevadas ou altas taxas de avanço agressivas. Implementar ferramentas de carboneto ou refrigerantes de alta pressão pode ajudar significativamente a gerenciar esses problemas sem comprometer a eficiência do processo ou a durabilidade da ferramenta.

Restrições quanto ao polimento de superfícies também são muito críticas, por exemplo, na fabricação de equipamentos médicos específicos ou certas estruturas marítimas onde contaminação ou corrosão precisam ser evitadas. Ambas as classes podem ser usinadas para alta qualidade de superfície. No entanto, a classe 316 é preferida em ambientes ricos em cloreto ou agressivos devido à sua resistência à corrosão aprimorada. Por exemplo, estudos mostram que a adição de molibdênio ao 316 aumenta muito sua resistência à corrosão por pites e frestas, fazendo com que ele supere o 304.

Em termos de aspectos econômicos, vi que o grau 304 tem custos de material mais baixos em comparação ao 316, então é a primeira escolha em aplicações onde a resistência à corrosão não é muito importante. No entanto, se a exposição ambiental e possíveis substituições forem levadas em consideração, o grau 316 é mais favorável devido à sua maior durabilidade e desempenho, o que justifica o alto custo inicial de investimento.

No final das contas, a escolha do grau de usinagem depende, em última análise, dos parâmetros selecionados para o processo de fabricação, que incluem sistemas de ferramentas, as propriedades esperadas do produto e as condições ambientais.

Quais são as considerações para usinar aço inoxidável?

O Impacto do Encruamento e da Resistência à Corrosão

Endurecimento por trabalho e resistência à corrosão são duas questões de grande importância ao lidar com usinagem de aço inoxidável. Durante o corte, o endurecimento por trabalho se refere a quando o componente fica mais resistente. Este processo causa maior desgaste da ferramenta enquanto diminui a produtividade da usinagem. Para controlar isso, é importante manter as ferramentas e as taxas de avanço adequadas. A resistência à corrosão varia de acordo com o grau; por exemplo, o grau 316 oferece maior resistência a ambientes com cloretos em comparação ao grau 304, tornando-o mais adequado para aplicações corrosivas. A escolha do grau e dos algoritmos de usinagem corretos garante a durabilidade e a funcionalidade adequadas do produto acabado.

Melhores práticas para usinagem CNC de aço inoxidável

Empregue ferramentas de alta qualidade especialmente projetadas para corte 

• Há um foco específico nas ferramentas de corte usadas na usinagem CNC de aço inoxidável devido à sua resistência e à sua natureza de endurecimento de trabalho. As ferramentas apropriadas são idealmente aquelas feitas de carboneto ou qualquer outro material que resista ao desgaste. Ferramentas que têm bordas afiadas e revestimentos como revestimento de estanho e nitreto de alumínio (TiAlN) que prolongam a vida útil da ferramenta enquanto retêm eficácia e precisão durante o uso são mais eficazes para eficiência.

A constância do avanço e a velocidade de corte devem ser otimizadas 

• Certos pré-requisitos devem ser seguidos para evitar superaquecimento e perder a oportunidade de usar a ferramenta. A velocidade de corte recomendada ao trabalhar com aço inoxidável geralmente fica entre cinquenta e cem SFM (Surface Foot Per Minute). As forças devem equilibrar o ritmo de remoção da peça e as vibrações que podem reduzir os resultados de serem o acabamento desejado.

Garantir fluxo contínuo de refrigerante e lubrificação 

• Cortar aço inoxidável resulta em um aumento na temperatura, então estratégias avançadas de resfriamento precisam ser adotadas. O uso de fluido de corte altamente eficiente torna o fluxo de refrigerante ideal e reduz o atrito entre a ferramenta e a peça de trabalho, além do resfriamento adequado. As descargas também ajudam a limpar cavacos que ficam muito soltos durante o corte para reduzir as chances de danificar a ferramenta e problemas de alteração do acabamento da superfície.

Minimizar o endurecimento do trabalho

• O endurecimento do trabalho deve ser controlado para atingir precisão durante os processos de usinagem. Materiais macios ou ferramentas que não cortam, mas sim esfregam contra a peça de trabalho tendem a criar um endurecimento estável e localizado. Os cortadores se saem melhor com fresamento de subida, pois ele envolve as forças de corte contra a peça de trabalho, o que resulta em melhor controle durante as operações.

Controle e gerenciamento de chips

• Os cavacos longos e fibrosos produzidos durante a usinagem de aço inoxidável têm o potencial de causar interferência na usinagem ou danos à superfície. O uso de máquinas com quebra-cavacos integrados, ou ferramentas feitas especificamente para usinagem de aço inoxidável, resolvem esses problemas e permitem o controle da formação de cavacos enquanto os processos ocorrem sem interrupção.

Preparação de pré-usinagem

• A contaminação é o principal inimigo das características de resistência à corrosão de uma peça de trabalho. Essa característica deve ser preservada garantindo que a peça de trabalho passe por um processo de limpeza completo antes da usinagem. Como precaução, garanta que o material de composição de grau necessário não comprometa as estratégias já selecionadas para usinagem.

Seleção de máquinas-ferramenta 

• Máquinas CNC aplicadas para peças de aço inoxidável devem ser resistentes e potentes o suficiente para suportar a aspereza do material. Para obter melhor desempenho, elimine vibrações de máquinas e mantenha uma tolerância razoável, garanta melhor acabamento e controle sobre o desgaste da ferramenta.

Monitoramento e Análise 

• O uso de sistemas de monitoramento em tempo real pode aliviar a eficiência do processo devido à sua capacidade de fornecer dados com base nas necessidades do operador sem interrupções na peça de trabalho ou no maquinário. Isso é realizado usando sensores de detecção de carga, vibração e calor do fuso, que auxiliam ainda mais no alerta de quaisquer problemas de superaquecimento.

Os fabricantes precisam usar práticas eficientes para conseguir moldar aço inoxidável, tolerâncias, qualidade de superfície e vida útil da ferramenta. A integração dessas abordagens de ferramentas fortemente suportadas e a supervisão precisa do processo produzem resultados de fabricação eficazes e confiáveis.

Escolhendo o tipo certo de aço inoxidável para suas necessidades

Selecionar o grau de aço inoxidável apropriado depende em grande parte dos requisitos do seu projeto. Para ambientes marítimos e químicos, onde a corrosão é difícil de evitar, graus com maior teor de molibdênio, como 316 ou 316L são mais apropriados. Se desgaste e resistência forem priorizados, aços inoxidáveis ​​duplex, com sua gama de propriedades de resistência, também podem ser utilizados. O grau 304 é frequentemente uma opção segura e econômica para aplicações menos exigentes. Sempre equilibre o custo com a resistência mecânica e a resistência à corrosão para as demandas funcionais do projeto.

Como decidir entre aço inoxidável 304 ou 316 para projetos?

Principais fatores que influenciam a escolha: resistência à corrosão e capacidade de soldagem

Resistência à Corrosão

Além da preferência do aço inoxidável 304 e 316, esses dois tipos diferem em sua capacidade de resistir à corrosão. O grau 316 tem melhor desempenho do que o grau 304 porque tem mais molibdênio, o que o torna ideal para condições expostas, como produtos químicos agressivos, cloretos ou condições marinhas. Em contraste, o grau 304 é ideal para aplicações residenciais e internas onde a resistência à corrosão não é tão agressiva.

soldabilidade

Considerando a resistência à corrosão após a soldagem, ambos os tipos de aço inoxidável fornecem soldabilidade excepcional e o grau 316 é superior ao grau 304 quando a corrosão pós-soldagem é uma preocupação. Quando há soldagem frequente e desempenho ambiental aprimorado é necessário, o 316 é a melhor opção. No entanto, o grau 304 é adequado para condições de soldagem padrão menos exigentes.

A análise de alguns dos fatores de controle mencionados acima garantirá que o tipo de aço inoxidável selecionado seja apropriado para a durabilidade e os requisitos ambientais do seu projeto.

Considerações de custo: aço inoxidável 304 vs 316

A avaliação dos custos para os graus de aço inoxidável 304 e 316 deve incorporar uma consideração da composição do material e quão bem eles funcionam em uma variedade de aplicações. O grau 304 é geralmente um grau de aço inoxidável econômico, considerando seu menor teor de níquel e molibdênio do que o 316. Como exemplo, a falta de molibdênio no uso do grau 304 permite que o grau 304 seja produzido de forma mais econômica do que o grau 316, reduzindo diretamente o custo do grau 304 em algo entre vinte a trinta por cento em muitos casos - e considerar as flutuações do mercado e a região também faz a diferença.

Por outro lado, o aço inoxidável grau 316 é mais caro para fabricar e comprar do que os outros graus, o que é atribuído à adição de molibdênio (geralmente 2-3% em 316) combinado com uma porcentagem maior de níquel. O aumento da despesa é, no entanto, garantido em projetos em que a resistência à corrosão é primordial, especialmente em condições de cloreto ou água do mar. Pode haver fatores de custo adicionais devido aos preços do níquel no mercado mundial, como é o caso das ligas 304 e 316, uma vez que todas dependem desse metal. O grau 316 é mais afetado devido à sua maior proporção de níquel.

Para grandes projetos ou programas com um nível menor de ataque ambiental, o 304 pode ser usado em condições interiores ou amenas devido aos benefícios de economia de custos sem problemas de desempenho. Enquanto isso, o 316 pode não ser muito competitivo no estágio inicial de compra, mas certamente é muito mais econômico a longo prazo, especialmente para empresas cujas operações têm uso e exposição pesados. No entanto, as empresas também devem pesar os custos do ciclo de vida; o 316 pode ser econômico quando os custos de subtração e substituição são levados em consideração a longo prazo.

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Qual é a diferença na composição estrutural entre os metais de aço inoxidável 304 e 316?

A: Uma das principais diferenças entre o aço inoxidável 304 e o 316 reside na composição e nas propriedades. O aço inoxidável 304 possui 18% de cromo e 8% de níquel, enquanto o aço inoxidável 316 contém de 16 a 18% de cromo e de 10 a 14% de níquel, além de 2 a 3% de molibdênio. A adição de molibdênio ao aço inoxidável 316 permite seu uso em ambientes altamente corrosivos e o torna mais adequado para aplicações marítimas. Contudo, em geral, o aço 316 tem um preço mais elevado que o 304.

P: Qual dos dois tipos de aço inoxidável corta mais facilmente o 304 ou o 316?

R: Na maioria das vezes, o aço inoxidável 304 seria cortado mais facilmente do que o outro grau 316. Devido à ausência de molibdênio no 304, o aço é ligeiramente mais macio e maleável. No entanto, os graus de aço inoxidável 304 e 316 têm uma variação nas características de usinabilidade e composição específica da liga. Para facilitar a usinagem, alguns fabricantes preferem usar o aço inoxidável 303, uma versão de usinagem livre do 304 com alto teor de enxofre.

P: Quais são as variações na usinabilidade entre aços inoxidáveis ​​de grau 300 e outros graus?

R: Em termos gerais, os aços inoxidáveis ​​da série 300, incluindo 304 e 316, têm classificações de usinabilidade mais baixas do que graus como a série 400 ou aços inoxidáveis ​​com endurecimento por precipitação. Entre a série 300, 303 é relativamente mais fácil de usinar devido ao seu maior teor de enxofre. Entre 304 e 316, espera-se que 304 seja mais fácil de usinar do que 316, mas ambos são difíceis de trabalhar durante operações de usinagem CNC.

P: Discuta as características que auxiliam e inibem a usinabilidade do aço inoxidável 304 e 316.

R: Os seguintes aspectos modernos devem ser levados em consideração ao avaliar a usinabilidade de qualquer aço inoxidável: 1. Mistura de ligas: Ter alguns elementos como enxofre presentes melhora consideravelmente a usinabilidade. 2. Endurecimento por trabalho: Como com qualquer aço, ambos os graus endurecem por trabalho, resultando em vida útil reduzida da ferramenta. 3. Tratamento térmico: Permitir um processo como o tratamento térmico influencia tanto a dureza quanto a usinabilidade do aço. 4. Parâmetros de corte: A seleção errada de velocidade de corte, taxa de avanço e taxa de corte de profundidade pode ser dispendiosa. 5. Seleção de ferramentas: A ferramenta certa pode fazer toda a diferença na usinabilidade, portanto, estratégias como as ferramentas de corte e revestimentos certos devem ser empregadas.

P: É verdade que o aço inoxidável 316 é mais difícil de usinar do que o 304?

R: Embora seja aceito que o aço inoxidável 316 seja mais desafiador de usinar do que o 304, principalmente porque tem maior teor de níquel e contém molibdênio, isso não é absoluto. A usinabilidade dos graus de aço inoxidável pode variar devido à composição da liga ou ao tratamento térmico. Na verdade, algumas variantes do aço 316 podem ser usinadas tão facilmente quanto algumas variantes do 304 ou até melhor.

P: Qual é mais barato para usinar, aço inoxidável 304 ou 316?

R: O custo de usinagem do aço inoxidável 316 é sempre maior do que o do 304 devido a estes fatores: 1. Maior custo de material: o 316 invariavelmente tem maior custo de molibdênio. 2. Maior não usinabilidade: o 316 invariavelmente leva mais tempo devido à sua natureza fortemente não usinável. 3. Desgaste da ferramenta: o material 316 é muito mais duro do que as ferramentas com as quais é usinado, resultando em desgaste excessivo. 4. Velocidade de corte: os componentes 316 podem ser usinados em velocidades de corte mais baixas, o que aumenta o consumo de tempo. Esses fatores tendem a aumentar os custos durante a usinagem do aço inoxidável 316. No entanto, a quantidade precisa de diferença no custo depende das particularidades da aplicação, da complexidade e do número de peças produzidas.

P: É possível usar tipos alternativos de aço inoxidável em vez dos tipos comuns 304 e 316 para melhorar o processo de usinagem?

R: Descaradamente, sim; outros tipos de aço inoxidável também foram desenvolvidos, que suplantam 304 e 316 com maior usinabilidade. Esses tipos modificados incluem aço inoxidável 1.303 e uma modificação de 304, aprimorada pela adição de enxofre para melhor usinabilidade. 2. Grau de aço inoxidável 17-4 PH: Fornece usinabilidade de alto nível anexada a grande resistência. Aço inoxidável 3.416: Um grau de usinagem livre com excelente usinabilidade. 4. Aço inoxidável 420F: Exibe atributos de usinagem livre semelhantes com grande resistência à corrosão. 5. Aço inoxidável A2: Fornece grande usinabilidade juntamente com maior resistência ao desgaste. Os requisitos específicos da aplicação, incluindo resistência, resistência à corrosão e custo, precisam ser estimados para chegar a uma conclusão.

P: Quais técnicas foram descobertas que melhoram a usinabilidade dos aços inoxidáveis ​​304 e 316?

R: Isso pode ser feito de várias maneiras: 1. Aplicando a ferramenta recomendada e os materiais de revestimento para o aço inoxidável. 2. Ajustando a velocidade de corte, o avanço e a profundidade do corte. 3. Ajustando o líquido de arrefecimento e a lubrificação. 4. Ajustando a vibração do porta-ferramentas e outras peças da máquina. 5. Empregando outros métodos de usinagem, como fusão de alta velocidade ou usinagem por congelamento profundo. 6. Modificando a microestrutura do material para torná-lo mais fácil de trabalhar. 7. Usando materiais que são 304L e 316L, que têm muito menos carbono do que seus pais.

Fontes de Referência

1. Diferentes aspectos da usinabilidade no torneamento de aço inoxidável AISI 304: uma abordagem sustentável com tecnologia MQL

• autores: Rüstem Binali et al.
• Publicado em: 8 de Junho de 2023
• Diário: Metais
• Principais conclusões:
• O objetivo da pesquisa foi analisar a usinabilidade do AISI 304 em diferentes operações de torneamento a seco e com mínima quantidade de lubrificação (MQL).
• O aumento dos níveis de corte marítimo resultou em uma redução na rugosidade da superfície do material. Em outras palavras, um aumento na velocidade de corte melhorou o acabamento da superfície.
• A temperatura da ponta da ferramenta durante o processo de usinagem foi diretamente correlacionada à profundidade de corte na peça de trabalho.
• Um estudo experimental foi realizado utilizando um planejamento fatorial completo de dois níveis, medindo a força de corte e a rugosidade da superfície, além de medir a temperatura da ponta da ferramenta com uma ferramenta de corte revestida de TiC.
• Metodologia:
• A configuração experimental envolveu a realização de testes de torneamento com diferentes parâmetros, como velocidades de corte, taxas de avanço ao longo do comprimento da peça de trabalho e profundidade do corte.
• As medições foram baseadas na temperatura da ponta da ferramenta, na força de corte da peça e na rugosidade geral da superfície, incorporando também uma análise de macromorfologia do cavaco. (Binali e outros, 2023).

2. Influência da velocidade de corte na usinabilidade a seco do aço inoxidável AISI 304

• autores: Surjeet Singh Bedi e outros.
• Publicado em: 27 de Junho de 2020
• Diário: Materiais hoje: procedimentos
• Principais conclusões:
• Este artigo examinou o efeito da velocidade de corte na usinabilidade do aço inoxidável AISI 304.
• O estudo provou que maiores velocidades de corte superficial melhoram a vida útil da ferramenta e proporcionam um melhor acabamento superficial.
• O estudo determinou que a otimização dos parâmetros de corte era necessária para melhorar a usinabilidade.
• Metodologia:
• O estudo consistiu em ensaios experimentais de corte, utilizando diversas velocidades de corte, e medindo o acabamento superficial e o desgaste da ferramenta(Bedi et al., 2020).

3. Usinagem Dura Sustentável de Aço Inoxidável AISI 304 Através de Revestimentos de TiAlN, AlTiN e TiAlSiN e Tomada de Decisão Multicritério Usando o Método Taguchi Acoplado Fuzzy Cinza

• autores: C. Moganapriya e outros.
• Publicado em: 14 de março de 2022
• Diário: Jornal de Engenharia e Desempenho de Materiais
• Principais conclusões:
• O estudo se concentrou em diversos revestimentos de ferramentas de corte para aumentar a usinabilidade do aço inoxidável AISI 304.
• O estudo estabeleceu que a vida útil da ferramenta aumentou e a rugosidade da superfície diminuiu significativamente com o uso de ferramentas revestidas em comparação com ferramentas não revestidas.
• O estudo aplicou uma abordagem de tomada de decisão multicritério aos parâmetros de usinagem.
• Metodologia:
• Os autores implementaram a abordagem Taguchi para o design de experimentos. Esta abordagem focou em diferentes tipos de revestimentos e seus efeitos no desempenho do processo de usinagem(Moganapriya et al., 2022, pp. 7302–7314).

4. Aço

5. Liga

6. Principal fornecedor de serviços de usinagem CNC em aço inoxidável na China