O grafite é usinável? Descubra os segredos da usinagem de grafite

O grafite é um excelente material usado em várias indústrias por suas muitas propriedades, mas uma questão permanece: quão fácil é usinar grafite? O artigo a seguir se aprofunda nos detalhes de usinagem de grafite e lança luz sobre os métodos, ferramentas e outros aspectos importantes que envolvem o trabalho com este material notável. Você não só descobrirá que não são usináveis ​​no sentido convencional, mas também grafite e como ele pode ser essencial em aplicações de alta precisão. Da compreensão da estrutura natural aos mais novos avanços na usinagem de grafite, prepare-se para um mergulho profundo nos segredos.

Como usinar grafite?

A usinagem de grafite sempre utiliza sua alta resistência ao calor juntamente com sua baixa resistência mecânica que o grafite possui. Ferramentas especializadas que são revestidas industrialmente com diamante ou com ponta de carboneto são amplamente sugeridas para cortar o material abrasivo que é grafite. Técnicas de usinagem úmida ou seca são adotadas onde a usinagem a seco é mais recomendada para manter a integridade do material. Fresamento, torneamento e perfuração controlados são as técnicas primárias que alcançam as dimensões e o acabamento de superfície necessários. Com as partículas finas que os sistemas de controle de poeira criam, a segurança do operador será consistente ao atingir os resultados. Esses sistemas são extremamente importantes para o controle de poeira, juntamente com a garantia da segurança constante do operador.

Quais são as melhores técnicas para usinagem de grafite?

A usinagem de grafite requer um conjunto único de técnicas que garantem precisão, eficiência e segurança. Alguns dos métodos familiares estão listados abaixo:

fresagem

• Está entre os métodos mais prevalentes na usinagem de grafite. Ferramentas revestidas de diamante são usadas para cortar limitações causadas pelas características abrasivas do grafite. As modernas fresadoras CNC permitem contornos e detalhamento preciso de superfícies com a quantidade apropriada de precisão. As velocidades normais para fresamento de grafite estão dentro das faixas de 3,000 a 10,000 RPMs, que variam dependendo do design da ferramenta e das necessidades do processo de usinagem.

Passando

• Torneamento é o ato de produzir peças de grafite em uma máquina de torno. Como o grafite é macio, esse processo requer o uso de ferramentas afiadas, como ferramentas de torneamento de carboneto de tungstênio de alta resistência à abrasão e diamante policristalino (PCD). Ferramentas afiadas também resultam na geração de velocidades mais altas entre 1,000 a 3,500 RPM, o que evita lascas de material e fornece bom acabamento de superfície.

Perfuração

• Componentes de grafite usinados também requerem furos de dimensões específicas, o que requer perfuração de precisão. Brocas revestidas de diamante são usadas para evitar desgaste e rachaduras. Furos menores operam em velocidades muito altas de 5,000 a 15,000 RPM, enquanto diâmetros maiores estão em rotações mais baixas para evitar balanço e estresse.

serrar

• Serras com fio de diamante podem ser usadas para cortar blocos de grafite com alta precisão. Essa técnica é comumente usada nos primeiros estágios de modelagem do material antes do corte fino. O ritmo de serragem é determinado pela largura do material; para máxima eficiência, é recomendado estar na região de 8,000 a 15,000 golpes por minuto (SPM).

EDM - Usinagem por descarga elétrica

• Para usinagem de grafite com formas e detalhes complexos, a usinagem EDM é a melhor opção. A técnica usa descargas elétricas que vaporizam o material. A precisão excepcional dos fragmentos usando este método reduz o desgaste da ferramenta, tornando-a ideal para moldes e matrizes de alta tolerância.

Esmerilhamento de superfície

• A retificação fornece precisão dimensional e de superfície fina. Devido à maciez do grafite, abrasivos de diamante em rodas de excelente granulação para retificação têm uma vantagem. A qualidade de superfície desejada determinará a velocidade de retificação, mas ela normalmente varia entre 4,500 e 6,000 rotações por minuto.

Sistemas de coleta de poeira

• Embora não esteja diretamente relacionado à usinagem de materiais, o controle eficiente de poeira deve ser mantido em qualquer configuração de usinagem de grafite. Tais sistemas reduzem contaminantes transportados pelo ar que podem danificar o equipamento ou representar riscos à saúde dos operadores. Mais de 99% da poeira de grafite pode ser capturada por sistemas avançados de filtragem.

É essencial ter o equipamento certo juntamente com estratégias e procedimentos apropriados para que qualquer técnica de usinagem seja eficaz, pois eles determinam muito os resultados finais. O uso dessas técnicas garante o desempenho máximo do componente de grafite, ao mesmo tempo em que garante que os níveis de segurança e eficiência estejam em níveis máximos.

Uma máquina CNC pode manusear grafite de forma eficaz?

Com os acessórios e cuidados certos, sim, uma máquina CNC pode trabalhar eficientemente com grafite. Tendo alta resistência à abrasão, condutividade elétrica e facilidade de usinagem, o grafite é um material como nenhum outro. Para que uma máquina CNC processe grafite de forma otimizada, ela deve ter um recurso de coleta automática de pó, um fuso aprimorado para rotação mais rápida e cortadores surpreendentemente mais eficientes e resistentes ao desgaste. Como o grafite é abrasivo por natureza, ferramentas frequentemente revestidas com carboneto ou diamantes são usadas para suportar as condições adversas do processo de usinagem.

No campo das tecnologias CNT, os últimos anos trouxeram inúmeros desenvolvimentos que aumentaram as possibilidades com usinagem de grafite. Por exemplo, os fusos modernos com clock de 20,000 RPMs, juntamente com sistemas de sondagem modernos, aumentam a velocidade com que os processos podem ser concluídos efetivamente. Pesquisas indicam que as configurações CNC mais recentes são capazes de trabalhar dentro de tolerâncias de ±0.0005, o que torna possível fabricar peças complexas, como eletrodos para máquinas EDM e moldes para as indústrias aeroespacial e médica.

Além disso, bons sistemas para coletar poeira também são importantes para a qualidade do ar e a saúde do equipamento. Sistemas que filtram poeiras com diâmetros de 0.5 mícrons são bastante comuns e aumentam a segurança no local de trabalho. Sistemas adequados de lubrificação e resfriamento também são importantes para reduzir o calor e o desgaste da ferramenta no processamento de usinagem. Portanto, com a adoção dessas tecnologias e práticas, as máquinas CNC agora são capazes de executar com eficiência ao usinar grafite e suportar os altos requisitos das tecnologias de fabricação atuais.

Qual é o papel do refrigerante na usinagem de grafite?

Devido ao grafite ser um material autolubrificante com baixa taxa de acúmulo térmico, o refrigerante tem uma função limitada na usinagem de grafite. O uso de refrigerantes tradicionais é geralmente evitado através do método de usinagem a seco, que evita que a umidade deteriore o grafite. Mesmo assim, em alguns casos, a usinagem a seco é realizada com sistemas especializados de coleta de pó em vez de refrigerante, que controlam o pó de grafite liberado da peça de trabalho, ajudando a manter a área ao redor limpa. Isso garante que o processo de usinagem seja realizado com precisão e segurança.

Quais ferramentas são necessárias para usinagem de grafite?

Qual ferramenta de corte é ideal para grafite?

Materiais de diamante revestido ou policristalino (PCD) são as ferramentas de corte mais apropriadas para usinagem de grafite. Essas ferramentas possuem resistência superior ao desgaste devido à sua capacidade de manter bordas afiadas durante a usinagem de grafite, garantindo assim alta precisão e durabilidade. Como o grafite é abrasivo por natureza, as ferramentas de corte padrão têm uma vida útil curta, tornando as ferramentas de diamante preferíveis para maior vida útil da ferramenta de corte.

Como o desgaste da ferramenta afeta a usinagem de grafite?

A usinagem de grafite é amplamente afetada pelo desgaste das ferramentas. À medida que as bordas das ferramentas de corte se desgastam, há uma diminuição na capacidade delas de manter uma borda precisa, o que resulta em usinagem imprecisa e acabamentos superficiais ruins nos componentes de grafite. Isso resulta em rejeições maiores para os componentes que não atendem aos padrões dimensionais ou de qualidade de superfície.

Ferramentas desgastadas também são conhecidas por aumentar o tempo de usinagem, pois são menos eficientes no corte. Pesquisas mostram que ferramentas desgastadas também podem gerar quantidades excessivas de calor e poeira durante a usinagem. Para danos térmicos, como danos térmicos leves ao grafite, o excesso de poeira é prejudicial se não for controlado, enquanto seus efeitos colaterais são prejudiciais à saúde geral e aos sistemas de máquinas.

Esses problemas podem ser minimizados usando ferramentas revestidas de diamante ou PCD, que são altamente resistentes ao desgaste abrasivo. Evidências sugerem que ferramentas revestidas de diamante duram mais de 10 vezes mais do que ferramentas de carbono não revestidas, o que reduz substancialmente a frequência de trocas de ferramentas, permitindo que os fabricantes aumentem a produtividade e a qualidade, ao mesmo tempo em que diminuem as despesas.

O carboneto é o melhor material para ferramentas de usinagem de grafite?

Embora o carboneto seja um nome familiar em relação à usinagem de grafite devido ao seu preço ideal, disponibilidade imediata e fácil utilização, ele nem sempre é o material perfeito em todas as situações. Abaixo, apresentamos uma análise extensiva das métricas de custo e desempenho operacional do carboneto em comparação com outras opções.

Vida útil da ferramenta

• Carboneto: Exibe resistência moderada ao desgaste, mas degrada-se muito rapidamente quando submetido às características abrasivas do grafite. A vida útil média usual da ferramenta é de 10-12 horas, caso sejam aplicadas condições de usinagem padrão.
• Ferramentas revestidas de diamante: Durabilidade notável, com profundidade de corte por chama orientada por aplicação acima de 100 horas sendo comum, devido à resistência excepcional à abrasão. Com relação a esses fatores, ferramentas revestidas de diamante podem exceder a vida útil de ferramentas de carboneto não revestidas em até dez vezes.

Velocidade e precisão de usinagem

• Carboneto: Adequado para velocidades de corte moderadas, mas pode apresentar lascas, o que resultará em máquinas menos precisas por períodos prolongados.
• Ferramentas revestidas de diamante: A ferramenta de corte e vinco tem a capacidade de atingir taxas de corte muito mais altas, resultando em maior eficiência em trabalhos que exigem características finas e tolerâncias rigorosas em comparação ao carboneto.

Eficiência de custos 

• Carboneto: O investimento inicial é bastante baixo, no entanto, a necessidade constante de substituições estratégicas e os altos componentes de custo cumulativo resultam em custos operacionais mais altos.
• Ferramentas revestidas de diamante: Observa-se um investimento inicial mais significativo, porém, devido à menor necessidade de troca de ferramentas, o valor gasto a longo prazo é menor.

Qualidade do acabamento da superfície 

• Carboneto: Isso permite um acabamento superficial aceitável, mas um grande desgaste acelera a degradação da qualidade do acabamento.
• Ferramentas revestidas de diamante: Oferece melhor acabamento superficial ao longo de sua vida útil, o que ajuda a melhorar o padrão do produto.

Resistência térmica e ao desgaste 

• Carboneto: Possui características médias de resistência térmica e resistência ao desgaste, mas tem uma tendência normal a se desgastar mais rápido quando se trabalha em velocidades mais altas.
• Ferramentas com revestimento de diamante: Excelente em resistência térmica e ao desgaste, o que é altamente desejável na usinagem complexa de grafite.

Embora as ferramentas de carboneto tenham uma ampla gama de aplicabilidade, as ferramentas revestidas de diamante são claramente vencedoras em aplicações de alta precisão, demanda e alto volume, como usinagem de grafite, devido à maior vida útil da ferramenta e aos custos mais baixos.

Quais são os diferentes graus de grafite?

Como os graus de grafite afetam o processo de usinagem?

O desempenho e a qualidade do processo de usinagem são atribuídos aos graus de grafite. Tamanho do grão, densidade, resistência e dureza são propriedades específicas que definem cada grau, todas as quais determinam a usinabilidade e o produto final. Abaixo está uma lista detalhada de diferentes graus de grafite e seus efeitos no processo de usinagem.

Grafite ultrafino (tamanho da peneira <10 µm)

• Propriedades: Alta densidade, boa resistência e acabamento superficial liso.
• Efeitos: Previsivelmente, ele tem um desempenho excepcionalmente bom no processo de usinagem para trabalhos de alta precisão que incluem moldes e matrizes. No lado negativo, sua usinagem pode ser difícil devido à sua alta densidade.

Grafite de grão médio (malha 40–100)

• Propriedades: Densidade relaxada para facilitar a usinagem, menor resistência.
• Efeitos: Isso serve como um meio termo melhor quando a precisão dos detalhes e a facilidade de usinagem são levadas em conta. Além disso, seu uso é aconselhável para propósitos internacionais e necessidades gerais de aplicação.

Grafite de granulação grossa (para ser usado com tamanho de partícula >50 µm)

• Propriedades: A porosidade aumenta enquanto a densidade e a resistência diminuem.
• Efeitos: Há um comprometimento na integridade estrutural, assim como a estrutura é mais áspera, o benefício permanece de usinagem mais suave. Portanto, sempre que a precisão não for um fator importante ou para trabalho de protótipo, isso é sugerido.

Grafite de alta densidade

• Propriedades: Há aumento da conexão interpartícula devido à alta porosidade e resistência à compressão.
• Efeitos: Produz texturas de superfície utilizáveis, ao mesmo tempo em que garante que a integridade da forma seja mantida durante a operação. Ideal para peças industriais de ponta e fabricação de eletrodos.

Grafite Isotrópica

• Propriedades: Atributos não direcionais, condutividade térmica relativamente alta e excelente tolerância a choques térmicos.
• Efeitos: Garante estabilidade na usinagem independentemente da variável, por isso é altamente procurado nas indústrias aeroespacial e de semicondutores.

Grafite impregnado

• Propriedades: Impregnado com metais ou resinas para proporcionar resistência adicional e porosidade significativamente reduzida.
• Efeitos: A tenacidade aprimorada pode fazer com que o material produzido seja mais difícil de usinar. No entanto, esse tipo de material tem resistência superior à alta abrasão e ao desgaste corrosivo.

Diferentes graus de grafite introduzem diferentes dificuldades e oportunidades em relação à usinagem do material de forma. Esse entendimento ajuda os produtores na determinação do material apropriado juntamente com os parâmetros necessários para eficiência, precisão e desempenho de ferramenta ideais.

Por que o grafite isostático é preferido para algumas aplicações?

Certas aplicações fazem uso de grafite isostático devido às suas características físicas e químicas inigualáveis, o que permite o uso em ambientes industriais e tecnológicos severos. O material é criado por meio de um processo de prensagem isostática, auxiliado por uma microestrutura uniforme com características isotrópicas que sofre modificação. Um dos principais benefícios que o grafite isostático traz é a resistência combinada com a densidade que lhe permite suportar um tremendo estresse mecânico enquanto oferece estabilidade estrutural. O grafite isostático também se apresenta com condutividade térmica suprema e resistência a altas temperaturas, o que o torna altamente procurado em indústrias como fabricação de semicondutores, engenharia aeroespacial e sistemas de energia.

O grafite isostático é favorecido devido à baixa porosidade e alta pureza, o que reduz as chances de contaminação em processos cruciais. Por exemplo, na indústria de semicondutores, o grafite isostático resiste a grandes condições térmicas, mantendo a precisão dimensional, o que o torna ideal para fazer elementos de aquecimento e cadinhos. Além disso, o grafite isostático tem melhor desempenho em ambientes com substâncias agressivas devido à sua resistência à corrosão química. Estudos mostram que o grafite isostático possui grande resistência à compressão que varia entre 80 a 120 MPa, permitindo que ele tenha um desempenho confiável sob condições de carga substanciais.

Essas características singulares, juntamente com sua usinabilidade excepcional e comportamento consistente, permitem que o grafite isostático seja um material essencial em muitas aplicações industriais de alta precisão, onde a resistência e a integridade dos componentes são de extrema importância.

Como mitigar a poeira de grafite durante a usinagem?

Quais medidas de segurança devem ser tomadas em uma oficina mecânica?

Para aliviar os riscos associados à exposição ao pó de grafite durante os processos de usinagem, as seguintes medidas de precaução devem ser levadas em consideração:

1. Sistemas de Ventilação: Incorpore o uso de sistemas de ventilação de exaustão locais equipados com um filtro HEPA para capturar elementos transportados pelo ar em sua fonte.
2. Equipamento de proteção individual (EPI): Forneça equipamentos de proteção adequados aos trabalhadores, incluindo respiradores para poeira muito fina, óculos de proteção e luvas.
3. Práticas de limpeza de rotina: Introduzir a limpeza de rotina por meio do uso de sistemas de aspiração equipados com filtros HEPA para substituir a varredura que eleva a poeira na atmosfera.
4. Isolamento de Processos: Aloque regiões específicas ou configure compartimentos para usinagem com grafite, pois isso reduziria a transmissão de poeira para outras partes da oficina.
5. Treinamento de funcionário: Permitir que o pessoal seja treinado sobre os perigos apresentados pelo pó de grafite e seu manuseio, a fim de atender aos requisitos de segurança.

O acima mencionado ajuda a reduzir as oportunidades de exposição, concentra-se nos trabalhadores e também cria um ambiente de trabalho seguro.

A ventilação desempenha um papel crítico na usinagem de grafite?

Certamente, ele expandiu suas frases sobre ventilação juntamente com a usinagem de tal forma que apresenta o menor risco de ingestão de poeira transportada pelo ar. O peso administrável da poeira de grafite permite que ela flutue na atmosfera por um longo tempo e, portanto, representa um risco de ser inalada pelos trabalhadores presentes no local. A possibilidade de problemas respiratórios, como doenças respiratórias ou pneumoconiose devido à poeira de grafite inalada, exige a instalação de sistemas de ventilação adequados no local de trabalho.

No que diz respeito à indústria, os sistemas de ventilação de exaustão local (LEV) provaram ser os menos problemáticos e, portanto, a opção mais preferida. Ao capturar a poeira na fonte de produção, esses sistemas bloqueiam o movimento da poeira de se espalhar pelo local de trabalho e, assim, minimizam o risco de problemas respiratórios. Os filtros HEPA, quando usados ​​em sistemas de ventilação, podem bloquear a circulação de até 99.97% das partículas de poeira de tamanho 0.3 mícrons e, assim, fornecer ar purificado.

Em uma análise adicional, a regulação da taxa de troca de ar suficiente em espaços de usinagem é enfatizada como crucial para a eliminação eficiente de partículas transportadas pelo ar. No contexto de outras indústrias semelhantes, existe uma recomendação para sistemas de ventilação que são capazes de remover o ar de sete a doze vezes a cada hora. Tais sistemas garantem que as partículas transportadas pelo ar prejudiciais sejam removidas e substituídas por ar fresco purgado.

Finalmente, ventilação apropriada, manutenção regular de sistemas de filtragem e controle de qualidade do ar salvaguardam a segurança ocupacional dos trabalhadores e aderem aos procedimentos de saúde organizacional estabelecidos pela OSHA. Ventilação de ar adequada não é apenas uma abordagem sugerida, mas também um objetivo obrigatório que minimiza o impacto negativo na saúde, ao mesmo tempo em que permite que o trabalho ocorra na área usinada.

Um aspirador de pó pode controlar eficazmente poeira fina?

De fato, um aspirador de pó de loja pode, até certo ponto, ter um bom desempenho com poeira fina, mas isso depende muito do modelo e dos recursos. Na minha experiência, a melhor seleção são aspiradores de pó de loja com filtros HEPA ou algum tipo de saco de filtro de poeira fina que são projetados para capturar partículas menores. Ainda assim, eles dificilmente superarão os sistemas especializados de coleta de pó feitos para uso industrial que podem lidar com poeira fina. Para obter melhores resultados, recomendo combinar um aspirador de pó de loja com outras medidas de controle de poeira, como pré-separadores ou acessórios especiais, para otimizar seu desempenho.

Como o grafite é feito?

Qual é o processo de fabricação de grafite sintético?

A produção de grafite sintético começa com o tratamento de materiais que contêm uma quantidade colossal de carbono, como coque de petróleo e piche de alcatrão de carvão, com altas temperaturas. Para começar, os materiais de base são purificados e, em seguida, moídos em um pó fino. Depois, esses pós são combinados com um ligante, moldados em uma pasta e despejados em hastes ou moldes de bloco. Em seguida, os materiais são aquecidos a 1000 graus Celsius, o que faz com que a pasta endureça e tome uma forma permanente. Depois disso, os materiais à base de carbono são transformados em grafite ao aquecê-los a mais de 2500 graus Celsius. Esse processo transforma todos os átomos de carbono em estruturas de grafite cristalino. Esse método garante pureza e consistência extremamente altas no produto, tornando o grafite sintético aceitável para uso em indústrias como eletrodos, lubrificantes e baterias.

Qual é a diferença entre fazer grafite natural?

Os processos de mineração e refino são encapsulados na produção de grafite natural e sintético. O grafite natural é extraído por meio de poços abertos ou métodos subterrâneos que coletam minérios de grafite perto da superfície da Terra. A maioria dos minérios de grafite contém uma série de impurezas diferentes e o processamento precisa ser feito para aumentar a pureza.

O primeiro passo é triturar e moer o minério para que ele seja liberado das rochas ao redor. Depois, o próximo passo é a flotação de espuma, onde o grafite é separado de quaisquer outras impurezas, fazendo uso da diferença em suas propriedades de superfície. Uma vez que os concentradores são produzidos, eles são secos e, em seguida, submetidos a um refino adicional. Isso inclui; purificação química ou térmica, ambas as quais aumentam o teor de carbono para 95% ou mais, dependendo da aplicação necessária.

O grafite natural é dividido em três tipos – grafite em flocos, amorfo e veio. Todos os três diferem em sua cristalinidade e tamanho de partícula. Os ânodos de bateria de íons de lítio usam grafite em flocos porque ele contém um alto grau de pureza e excelente condutividade. O grafite em flocos passa por técnicas avançadas de purificação, aumentando ainda mais sua pureza acima de 99%. Isso o torna a opção preferida para armazenamento de energia de alto desempenho.

Quando comparado ao grafite sintético, a produção de grafite natural é comparativamente menor em custo, mas é confinada a limitações geográficas e ambientais. China, Brasil e Moçambique são algumas partes do mundo onde grandes depósitos estão disponíveis para produção de mineração. Esses depósitos aumentam a viabilidade econômica industrial e afetam a dinâmica da cadeia de suprimentos global.

Quais são os usos do grafite pirolítico na usinagem?

O grafite pirolítico encontra ampla aplicação em usinagem devido às suas notáveis ​​propriedades térmicas e químicas. É altamente estável e conduz calor facilmente, tornando-o adequado para componentes e dissipadores de calor em zonas de alta temperatura. Além disso, é útil na fabricação de peças de precisão em indústrias de baixo desgaste, como aeroespacial e semicondutores, devido ao seu baixo coeficiente de atrito e boa resistência ao desgaste. Além disso, materiais de grafite pirolítico são empregados em peças de usinagem que devem suportar produtos químicos corrosivos fortes e estes garantem tenacidade e eficiência em ambientes operacionais extremos.

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Como o grafite é produzido e em que ele consiste?

R: O grafite surge devido à cristalização do carbono em temperaturas e pressões extremamente altas. Suas propriedades incluem ser macio, quebradiço e polido. O grafite, que é um tipo de carbono, possui uma estrutura única com camadas e suas propriedades permitem que seja útil e difícil de usinar.

P: É possível esculpir grafite e quais problemas isso causa?

R: Embora seja possível gravar grafite, devido à sua natureza frágil, é complicado fazê-lo. A usinagem de grafite tem seus desafios, como seu comportamento de criar poeira, ser abrasivo e ter baixa resistência mecânica. Tais fatores exigem atenção especial com relação a ferramentas, coleta de poeira e vários outros parâmetros de usinagem.

P: Quais centros de usinagem são mais eficazes para grafite?

A: Os centros de usinagem são tornos especializados de alta velocidade com áreas de trabalho fechadas, juntamente com dispositivos coletores de pó embutidos, que são as máquinas mais adequadas para grafite. Esses dispositivos devem ter fusos de alta velocidade e construção rígida para lidar efetivamente com as propriedades do grafite. O sistema avançado de refrigeração das máquinas CNC as torna eficazes para a usinagem de grafite.

P: Quais ferramentas são melhores para usar na usinagem de grafite?

R: As ferramentas de escolha para usinagem de grafite são ferramentas revestidas de diamante devido à sua densidade e resistência a riscos. Além disso, ferramentas de carboneto podem ser empregadas, embora estejam sujeitas a desgaste rápido. A geometria da aresta de corte deve ser direcionada para minimizar o lascamento deste material quebradiço, resultando em cortes mais limpos.

P: Quais velocidades e avanços são aplicáveis ​​na usinagem de grafite?

R: Altas velocidades de corte e baixas taxas de avanço são geralmente recomendadas ao usinar grafite. No entanto, esses fatores são bastante eficazes no grau específico de grafite e na operação de usinagem. Esses parâmetros devem sempre ser otimizados para atingir o desgaste mínimo e melhorar os acabamentos de superfície. Para grafite, geralmente é preferível usar fresamento de subida em vez de fresamento convencional.

P: Quais medidas de segurança devem ser seguidas ao usinar grafite?

R: Poeira fina e condutiva é produzida quando o grafite está sendo usinado, o que pode ser perigoso se inalado. Essa poeira também pode resultar em uma explosão. É necessário ter um sistema eficiente de coleta de poeira instalado. Os operadores precisam ter equipamentos de proteção, como máscaras respiratórias. É ideal que a área onde a usinagem ocorrerá tenha janelas para ventilação, e a limpeza deve ser feita regularmente para que a poeira não se acumule.

P: Quais são as semelhanças e diferenças entre usinar grafite e ferro fundido ou outros materiais?

R: Acredita-se que grafite e ferro fundido sejam fáceis de usinar. Dos dois, o grafite é mais macio, mas mais quebradiço. Pó em vez de cavacos é produzido quando o grafite é usinado, portanto, é importante ter um gerenciamento de pó adequado. Ao contrário do ferro fundido, o grafite não requer fluidos de corte, mas precisa de um tipo especial de sistema de coleta de pó. As forças ao cortar grafite são menores do que ao cortar ferro fundido.

P: Para quais finalidades as peças de grafite usinadas são mais comumente usadas?

R: Diferentes indústrias dependem muito de peças de grafite usinadas. Elas podem ser encontradas em eletrodos de EDM (Usinagem por Descarga Elétrica), peças de fornos, máquinas de processamento de semicondutores e moldes para fundição de metais. O grafite é útil para esses propósitos porque sua condutividade elétrica e estabilidade em altas temperaturas são muito valiosas.

P: Como você lida com resíduos e poeira de grafite durante a usinagem?

A: A limpeza e o pó de grafite devem ser gerenciados adequadamente. Use sistemas de vácuo especializados para conter resíduos da usinagem, incluindo pó. Separe os resíduos de grafite para que possam ser reciclados e descartados adequadamente. Os locais de trabalho e equipamentos de usinagem devem ser limpos regularmente para evitar acúmulo excessivo de pó. Algumas instalações usam sistemas de coleta de pó úmido para reduzir a possibilidade de explosões de pó.

Fontes de Referência

1. Estudo sobre o desenvolvimento de latões de grafite duplex Cu40Zn usando fundição bi-moldada de pó de grafite e metalurgia de pó de grafite

• autores: S. Li et al.
• Diário:  Ciência e Tecnologia de Materiais
• Data da publicação: 2016, 31 de outubro
• Token de citação:  (Li et al., 2016, págs. 1751–1756)
• Resumo: No início, este artigo examina como a inclusão de grafite na liga de latão Cu40Zn substitui o chumbo, mantendo sua usinabilidade. Ele também, com base na investigação, examina a ligação da interface latão/grafite e Fe, Ti, Sn, examinando a influência de elementos de liga traço Cr. A metodologia mostra a fabricação de pó de latão por meio de atomização de água, misturando-o com grafite, seguido por compactação a quente e extrusão a quente para consolidação. Alguns dos principais resultados demonstram que um nível necessário de grafite melhora a usinabilidade sem reduzir as propriedades mecânicas.

2. Estudo sobre o desenvolvimento de latão usinável sem chumbo com partículas de bismuto e grafite pelo método de metalurgia do pó 

• autores: H. Imai et al.
• Diário: Transações de materiais
• Disponível desde: 1 de maio de 2010
• Token de citação: (Imai et al., 2010, pp. 855–859)
• Resumo: O artigo trata da produção de latão usinável sem chumbo à base de partículas de bismuto e grafite. Ele estuda o efeito desses aditivos no alongamento e na usinabilidade das peças extrudadas. Os autores produziram o pó de latão e os resultados do estudo indicaram que a adição de bismuto e grafite melhorou a usinabilidade quando comparado ao latão com chumbo convencional. A metodologia envolveu o tratamento térmico seguido pela análise da microestrutura.

3. Compósitos usináveis ​​de Cu-40%Zn contendo partículas de grafite por processo de metalurgia do pó

• autores: K Kondoh e outros
• Diário: Revista de Metalurgia
• Disponível desde: 8 de abril de 2009
• Token de citação:  (Kondoh et al., 2009, pp. 1–4)
• Resumo: Este trabalho de pesquisa descreve o desenvolvimento de ligas de Cu 40% em massa de Zn que contêm resistência à tração relativamente alta e alta usinabilidade, usando grafite como um substituto líder. O estudo se concentra no impacto do conteúdo de grafite e do tamanho das partículas nas propriedades mecânicas e na usinabilidade das peças produzidas. A metodologia do estudo foi baseada em processos convencionais de metalurgia do pó que incluem compactação a frio seguida de extrusão a quente. Os resultados indicam que uma adição de 1% em massa de partículas de grafite melhora a resistência à tração, bem como a usinabilidade da liga.

4. Influência da precipitação de cromo na usinabilidade de partículas de grafite altamente dispersas e reforçadas em compósitos de matriz de latão 

• autores: H. Imai et al.
• Diário: Transações de materiais
• Data de publicação: 1 de julho de 2011
• Token de citação: (Imai et al., 2011, pp 1426 – 1430) 
• Resumo: O objetivo desta investigação é estimar as características de usinagem de latão de alta resistência, sem chumbo, contendo cromo e grafite. Testes foram conduzidos nas virtudes e vícios da precipitação de deposição pós-usinagem do cromo, revelando pontos fortes, mas também usinabilidade muito mais fraca, em comparação com aqueles sem ela. Envolveu sinterização por plasma de faísca e testes de perfuração de usinabilidade a seco do material usinado.

5. Características cinemáticas de uma prensa multi-bigorna JK-3 Kawai em altas pressões e características de tratamento dos compósitos de grafite-boro do aquecedor para uso renovável 

• autores: Longjian Xie e outros.
• Diário: Pesquisa de alta pressão
• Data de publicação: 22 março, 2016
• Token de citação: (Xie et al., 2016, pp 105 – 120) 
• Resumo: O artigo tem como objetivo analisar o trabalho de um aquecedor de composição de grafite-boro, bem como o problema da oxidação de óxido de boro em temperaturas elevadas. A investigação tem como objetivo determinar as consequências dessa oxidação para propor medidas para aliviá-la e também inclui experimentos de habitação para verificar o desempenho do aquecedor. Finalmente, foi descoberto que o tratamento correspondente melhora a operacionalidade e a estabilidade do aquecedor em altas temperaturas.

1. Graphite

2. Usinagem

3. Fornecedor líder de serviços de usinagem de fibra de carbono na China