O aço é um metal comum que é importante em muitas empresas em todo o mundo. A sua versatilidade e resistência fazem dele uma escolha de topo para os fabricantes que pretendem cumprir especificações precisas dos produtos. Entre os vários serviços de maquinagem de metais, maquinagem CNC de aço é um processo altamente automatizado e versátil. No entanto, a obtenção de resultados óptimos em maquinagem do aço requer uma abordagem diferenciada. Neste artigo, aprofundamos os meandros da maquinagem de aço CNC, fornecendo informações essenciais para o ajudar a obter os melhores resultados.
Para se familiarizar com o Processo de maquinagem CNCconsulte o nosso guia pormenorizado sobre peças de maquinagem.
Os diferentes tipos de aço utilizados na maquinagem CNC de aço
Selecionar o material certo é fundamental na maquinagem CNC de aço, e o aço oferece um mundo de possibilidades. Mas como escolher o tipo de aço certo para o seu projeto? Vamos explorar alguns tipos de aço comuns e as suas propriedades para o ajudar a tomar decisões informadas.
Aço 4140
Com uma composição de baixa liga, incluindo crómio, molibdénio e manganês, o aço 4140 apresenta uma força, flexibilidade e resistência à corrosão melhoradas. É ideal para acoplamentos, fusos, parafusos, porcas e componentes automóveis peças maquinadas em aço. No entanto, a soldadura pode exigir um tratamento pré e pós-aquecimento.
Propriedades mecânicas
| Propriedades | Valor |
| Resistência à tração no limite de elasticidade (MPa) | 655 |
| Alongamento na rutura (%) | 19 |
| Densidade (g cm-3) | 7.87 |
| Módulo de cisalhamento (GPa) | 80 |
| Dureza (Brinell) | 197 |
Aço 4130
Esta qualidade, rica em elementos de liga como o crómio e o molibdénio, oferece uma excelente tenacidade, maquinabilidade e resistência às tensões. É utilizado na construção civil e na montagem de motores de aviões. Apesar de ser tratável termicamente, a soldadura pode ser um desafio.
Propriedades mecânicas
| Propriedades | Valor |
| Resistência à tração no limite de elasticidade (MPa) | 460 |
| Alongamento na rutura (%) | 20 |
| Densidade (g cm-3) | 7.87 |
| Módulo de cisalhamento (GPa) | 80 |
| Dureza (Brinell) | 217 |
Aço 1018
Conhecido como aço carbono suave, o aço 1018 é apreciado pela sua soldabilidade, o que o torna uma escolha de topo para peças de aço CNC cementadas. No entanto, pode não ser compatível com todos os processos de acabamento e tem um custo relativamente mais elevado.
Propriedades mecânicas
| Propriedades | Valor |
| Resistência à tração no limite de elasticidade (MPa) | 310 |
| Alongamento na rutura (%) | 15 |
| Densidade (g cm-3) | 7.87 |
| Módulo de cisalhamento (GPa) | 78 |
| Dureza (Brinell) | 131 |
Aço 1045
Um aço de carbono médio, o 1045 é forte, resistente e resistente à água. É utilizado em vários projectos de maquinação de aço CNC, incluindo eixos, parafusos, engrenagens, veios e pernos. Embora possa ser maquinado e soldado, não é recomendado para produtos extremamente robustos.
Propriedades mecânicas
| Propriedades | Valor |
| Resistência à tração no limite de elasticidade (MPa) | 450 |
| Alongamento na rutura (%) | 12 |
| Densidade (g cm-3) | 7.87 |
| Módulo de cisalhamento (GPa) | 60 |
| Dureza (Brinell) | 170 |
1215 Aço
Com um elevado teor de enxofre, o aço 1215 é de maquinagem livre e é frequentemente utilizado em processos de máquinas de parafuso automáticas. Forma pequenas aparas durante a maquinagem, permitindo taxas de maquinagem mais elevadas. É adequado para projectos de maquinação pesada, tais como pernos, pinos, parafusos, acoplamentos e acessórios para mangueiras.
Propriedades mecânicas
| Propriedades | Valor |
| Resistência à tração no limite de elasticidade (MPa) | 415 |
| Alongamento na rutura (%) | 10 |
| Densidade (g cm-3) | 7.87 |
| Módulo de cisalhamento (GPa) | 80 |
| Dureza (Brinell) | 167 |
Ferramentas e técnicas utilizadas na maquinagem do aço
Relativamente a maquinagem do açoSe o seu objetivo é explorar o processo de criação de um produto, as ferramentas e técnicas certas podem fazer toda a diferença. Quer esteja a explorar o processo de fresagem CNC de aço ou de desarme fabrico de açoPara isso, é fundamental conhecer as ferramentas que tem à sua disposição. Aqui está o seu guia completo:
Ferramentas manuais
- Exatidão: Bom
- Tempo de corte: Lento
- Acabamento do corte: Bom
- Custo: Baixo
As ferramentas manuais são uma escolha fiável para a maquinagem de aço, oferecendo uma precisão e um acabamento decentes. No entanto, funcionam mais lentamente, o que as torna ideais para projectos de pequena escala com restrições orçamentais.
Fresadoras CNC
- Exatidão: Alta
- Tempo de corte: Moderado
- Acabamento do corte: Bom
- Custo: Moderado
As fresadoras CNC destacam-se na maquinação de aço quando os cortes de precisão e o excelente acabamento da superfície são fundamentais. Equilibram precisão e velocidade, tornando-as uma escolha versátil para várias aplicações em aço.
Jato de água / Cortador a laser
- Exatidão: Muito elevado
- Tempo de corte: Lento
- Acabamento do corte: Elevado
- Custo: Comparativamente elevado
Para peças de aço finas que exigem a máxima precisão, as máquinas de corte a jato de água e a laser são excelentes. Oferecem uma precisão sem paralelo e produzem acabamentos de alta qualidade. No entanto, são comparativamente dispendiosos e mais adequados para tarefas especializadas.
Cortador de plasma
- Exatidão: Bom
- Tempo de corte: Rápido
- Acabamento do corte: Bom
- Custo: Moderado
Os cortadores de plasma são a opção ideal para cortar chapas de aço até 20 mm de espessura com rapidez e precisão.
A escolha da ferramenta depende do tipo de aço e dos requisitos do projeto. O aço inoxidável, com os seus elementos de liga como o crómio, pode ser difícil de maquinar. Opte por ferramentas e pastilhas explicitamente concebidas para melhorar a vida útil da ferramenta e a carga de aparas do aço inoxidável.
Além disso, pode considerar a utilização de ferramentas de metal duro e de aço rápido devido à sua robustez e resistência à abrasão, permitindo um corte mais rápido e uma vida útil mais longa. Por último, as ferramentas revestidas com Calico Nitreto de titânio e alumínio (AlTiN) são preferidos para desbaste e semi-acabamento. Ao mesmo tempo, Nitreto de alumínio e titânio (TiAlN) são excelentes em acabamento seco de alta velocidade e maquinagem geral.
Parâmetros-chave a considerar no processamento de materiais de aço
A maquinagem do aço exige precisão e os parâmetros correctos. Quer se trate de serviços de maquinagem de aço, maquinagem de aço de precisão, ou fresagem CNC de açoSe o seu filho for um dos melhores amigos, a chave para o sucesso é definir estes três factores críticos.
1. Velocidades e avanços
- Valor ótimo: Velocidade e avanço moderados para uma abordagem equilibrada. Velocidade e avanço lentos para máquinas de nível básico.
As velocidades e os avanços estabelecem as bases para uma maquinação suave do aço. O negócio é o seguinte:
- Velocidade e avanço moderados: Ideal para uma maquinagem bem equilibrada, proporcionando um corte suave sem calor excessivo. Ótimo para manter a vida útil da ferramenta.
- Velocidade e alimentação lentas: Perfeito para máquinas de nível básico. Minimiza as vibrações, garantindo um excelente acabamento superficial e precisão.
- Alta velocidade e alta alimentação: Recomendado para cortes de desbaste para remoção rápida de material. Sacrifica o acabamento superficial pela velocidade.
2. Ferramenta de corte
- Preferências: Optar por um Fresa de topo de 2 ou 3 canais para uma maquinação eficiente do aço.
O aço é dúctil e pode produzir lascas longas e aderentes que ameaçam a sua ferramenta de corte. Eis porque é que uma fresa de topo de 2 ou 3 canais é a sua melhor aposta:
- Apuramento de fichas: O menor número de canais evita o entupimento das aparas, reduzindo o risco de quebra da ferramenta.
- Ângulo da hélice: Os ângulos de hélice mais elevados funcionam bem para bolsas, facilitando a remoção de aparas para cima. Os ângulos de hélice mais baixos são ideais para furos passantes, direccionando as aparas para baixo.
3. Fluido de corte
- Recomendação: Utilização fluido de corte para gerir o calor, prolongar a vida útil da ferramenta e melhorar o acabamento da superfície.
Maquinação de aço gera calor, o que pode causar estragos nas suas ferramentas e peças de trabalho. Eis como o fluido de corte vem em socorro:
- Regulação do calor: O fluido de corte mantém as temperaturas controladas, evitando o desgaste da ferramenta e os danos na peça de trabalho.
- Apuramento de fichas: Elimina as aparas, reduzindo o risco de re-corte das aparas e de danos na ferramenta.
- Maior eficiência: Um fluxo contínuo de fluido de corte permite uma velocidade de corte mais rápida, cortes mais profundos e taxas de avanço mais rápidas.
A escolha do fluido de corte correto é essencial:
- Fluido de corte de óleo solúvel (1:20): Ideal para maquinagem a alta velocidade com ferramentas de metal duro.
- Óleo gordo mineral sulfoclorado: Perfeito para operações com aço de alta resistência e aço para ferramentas, como brochagem e roscagem.
- Sprays WD-40: Fornece lubrificação adequada para pequenos projectos de bricolage com peças de trabalho mais pequenas.
Métodos de acabamento de superfícies de peças maquinadas em aço
Depois de ter fabricado a peça maquinada em aço, é altura de obter o acabamento perfeito para que o produto esteja pronto a ser utilizado. Abaixo estão alguns métodos de acabamento de superfície normalmente considerados para maquinagem de aço de precisão:
Revestimento em pó
O revestimento em pó é um fator de mudança para a sua fresagem CNC em aço. É como dar aos seus componentes uma armadura. Neste processo, um pó seco é habilmente aplicado à superfície do aço, formando uma camada robusta.
Esta camada não é apenas para mostrar; foi concebida para resistir à corrosão como um campeão. A espessura varia normalmente entre 0,15 e 0,3 mm, garantindo que o seu peças de máquinas de aço permanecer sem corrosão e resistente a longo prazo.
Carburação
Quando precisa que as suas peças maquinadas em aço sejam duras como pregos, a cementação é a arma secreta. Este processo envolve o aquecimento do aço com materiais ricos em carbono, como o monóxido de carbono ou o carvão vegetal.
O que é que faz? Transforma a superfície das suas peças de aço CNC numa fortaleza impenetrável. O resultado? Dureza e resistência ao desgaste excepcionais. A cementação não se limita a tornar as suas peças duráveis; assegura que podem aguentar uma pancada e continuar a trabalhar.
Niquelagem
Para aqueles momentos em que se quer ter estilo e substância, niquelagem passos. Este acabamento de superfície leva as suas peças de aço CNC para o nível seguinte. Uma fina camada de níquel, com cerca de 0,1 mm de espessura, é galvanizada na superfície do aço.
A magia acontece quando esta camada aumenta a resistência do aço à corrosão e ao desgaste. É como dar às suas peças fabricadas através de prototipagem em aço um escudo polido e protetor. Quer os seus componentes de aço enfrentem as intempéries ou o desgaste intenso, a niquelagem está ao seu alcance.
Retificação
Por vezes, o que importa é o toque final. A retificação é como a pincelada de um artista que suaviza as arestas e melhora o aspeto das suas peças de aço. A superfície do aço é cuidadosamente refinada com uma mó, eliminando as imperfeições.
No final, obtém-se um acabamento elegante e polido que tem um ótimo aspeto e garante que o aço cumpre as suas especificações. Quer se trate de estética ou de precisão, a retificação é o acabamento final que dá às peças fabricadas através de prototipagem em aço para o nível seguinte.
Dominar os acabamentos de superfície
Conselhos e considerações: Para dominar os acabamentos de superfície, é essencial fazer corresponder o acabamento ao objetivo. Cada acabamento tem uma vantagem única - revestimento em pó para resistência à corrosão, cementação para resistência ao desgaste, niquelagem para maior durabilidade e retificação para um aspeto polido.
Lembre-se que a maquinagem de precisão do aço envolve frequentemente acabamentos de superfície específicos adaptados à função e ao design da peça. E, por último, a obtenção de um acabamento de superfície perfeito requer conhecimentos especializados.
Conclusão
Embora a maquinagem do aço seja um processo de fabrico crucial, o seu domínio exige atenção aos detalhes e as técnicas correctas. A precisão é fundamental, desde a seleção do tipo de aço correto até à otimização da parâmetros de maquinagem e minimizar as vibrações.
Não se esqueça da importância do pós-processamento para obter um acabamento impecável. No seu percurso para obter resultados de topo na maquinagem do aço, lembre-se de que Prototool é um parceiro de confiança na indústria transformadora.
Com a nossa experiência e dedicação à qualidade, estamos aqui para oferecer serviços de maquinação de aço de topo em cada passo do caminho. Os seus projectos em aço merecem o melhor, e é isso que estamos aqui para oferecer.
