MATERIAL CERÂMICO

O material cerâmico é considerado ferramenta de usinagem desde a década de 50, quando as primeiras ferramentas foram utilizadas, mas só passou a ser um material com uma porcentagem não desprezível do mercado de ferramentas de corte na década de 80, depois dos desenvolvimentos conseguidos no campo das propriedades de cerâmica.

As ferramentas de óxidos metálicos ou de cerâmica, como são também designadas, possibilitam altas velocidade de corte. Sendo assim as máquinas ferramentas necessitam altas potências de corte e rigidez mecânica. Segundo Trent (2000), a cerâmica utilizada como ferramenta de corte consiste de grão finos com alta densidade, contendo menos de 2% porosidade. Diferentes métodos têm sido utilizados para fazer os blanks, como por exemplo, a prensagem e sinterização dos blanks por um processo similar ao utilizado para pastilhas de metal duro. A sinterização é realizada a ar, e, neste caso, os blanks são brancos para a cerâmica de Al₂O₃. Um outro método é por pressão a quente de largos cilindros de alumina em moldes de grafite. Os blanks são cortados com ferramentas de diamante. Neste caso, os blanks das ferramentas são cinza escuro (TRENT, 2000).

A estabilidade química é muito importante quando se usina em altas velocidades e temperaturas. Algumas propriedades desses materiais fazem com que sua utilização na usinagem não seja tão fácil, quais sejam: baixa condutividade térmica, o que, logicamente dificulta a transferência de calor e faz com que a região próxima do contato cavaco-ferramenta e peça-ferramenta atinjam temperaturas muito altas e, principalmente, baixa tenacidade, o que facilita a formação de trincas e a quebra da ferramenta.

Essa baixa tenacidade foi a principal razão que fez com que o material cerâmico não fizesse parte do mercado de ferramentas de corte há mais tempo. Nos últimos anos, grande esforço tem sido feito no sentido de aumentar a tenacidade desse material e bons resultados têm sido obtidos.

Em geral, as cerâmicas possuem as seguintes propriedades:

• Capacidade de suportar altas temperaturas (materiais refratários);
• Alta resistência ao desgaste abrasivo;
• Alta dureza;
• Alta fragilidade;
• Baixa condutividade térmica;
• Alta estabilidade química e térmica;
• Boa resistência à fluência;
• Alta resistência à compressão e baixa resistência à tração.

É lógico que, dependendo da classe de cerâmica, ela pode ter mais intensamente algumas destas propriedades e menos intensamente outras delas. Quando comparado com o aço, a cerâmica apresenta um terço da densidade do aço, maior tensão de compressão e baixa elasticidade (duas vezes menor que no aço) (MODERN METAL CUTTING, 1994).