End milling of Inconel© 718 with micrograined cemented carbide tools

The development of the cemented carbides is considered to be one of the greatest impulses in the area of cutting tools, along with the creation of high speed steel and the use of coatings. Historically the size of the tungsten carbide grains contained in the hard metals has ranged from 1 to 10 μm, but manufacturers are decreasing these particles to values below 1 μm. This reduction in grain size makes the carbide denser, improving fracture toughness and thus presenting higher cutting edge strength, improving the cutting performance of materials with low machinability. Due to its excellent mechanical properties at high temperatures, Inconel® 718 is widely used in aeronautical, submarine components, as well as other applications where the material to be used needs a combination of refractoriness and resistance to corrosion and wear. This material is also well known for its low machinability, as it presents low loss of mechanical properties with increasing temperature, low thermal conductivity and is work-hardened when subjected to machining efforts. This works compared the performance of two Ceratizit / OSG micrograin milling cutters, TMG30 and CTS18D, in the milling of aged Inconel® 718 with an average hardness of 450 HV. This comparison was performed through work-life tests, surface finish, machining power and machining temperature measurements. It was concluded that for cutting conditions with higher feed rates (0.031 mm/rev.tooth) and high cutting speeds (75 m/min), none of the tested tool classes showed satisfactory life results. However, for the cutting conditions with lower feed rates (0.016 mm/rev.tooth) and lower cutting speed (15 m/min), both tools presented good work-life results, there being no statistical differences between them, possibly due to the small difference in hardness between the tools. The results of temperature and power showed direct correlation with the cutting conditions.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoDissertação (Mestrado)O desenvolvimento do metal duro é considerado um dos maiores impulsos na área de ferramentas de corte, juntamente com a criação do aço rápido e a utilização de revestimentos para ferramentas de corte. Historicamente, o tamanho dos grãos de carboneto de tungstênio contidos nos metais duros tem variado entre 1 e 10 μm, mas fabricantes estão diminuindo estas partículas para valores abaixo de 1 μm. Esta redução do tamanho do grão torna o metal duro mais denso, melhorando a tenacidade à fratura e apresentando assim uma maior resistência da aresta de corte, melhorando o desempenho no corte de materiais com baixa usinabilidade. Devido às suas excelentes propriedades mecânicas à alta temperatura, o Inconel® 718 é largamente empregado em componentes aeronáuticos, componentes da indústria de equipamentos submarinos, entre outras. Esse material também é muito conhecido pela sua baixa usinabilidade, por apresentar baixa perda de propriedades mecânicas com o aumento da temperatura, possuir baixa condutividade térmica e ainda apresenta encruamento quando submetido a esforços de usinagem. Neste contexto este trabalho comparou o desempenho de duas fresas de metal duro microgrãos, TMG30 e CTS18D, da Ceratizit/OSG no fresamento de Inconel® 718 envelhecido, com dureza média de 450 HV. Esta comparação foi realizada através de um planejamento fatorial 24 para testes de vida, medição do acabamento superficial da peça e medição de potência de usinagem, e através de um planejamento fatorial 2³ para as medições de temperatura de usinagem. Para ambos os planejamentos a classe de metal duro microgrão (TMG30 e CTS18D), a velocidade de corte (15 m/min e 75 m/min) e o avanço (0,016 mm/rev.dente e 0,031 mm/rev.dente) foram variados, já para a medição de temperatura apenas a direção de corte discordante foi utilizada. Concluiu-se que para condições de corte empregando o maior valor de avanço de corte (0,031 mm/rev.dente) e alto valor de velocidade de corte (75 m/min) nenhuma das classes de ferramentas testadas mostraram resultados satisfatórios de vida. Já para condições de corte com baixo valor de avanço de corte (0,016 mm/rev.dente) e baixo valor de velocidade de corte (15 m/min), ambas ferramentas apresentaram bons resultados de vida, não havendo diferenças estatísticas entre as mesmas, possivelmente pela pequena diferença de dureza apresentada entre as ferramentas. Os resultados de temperatura, de potência e de acabamento superficial apresentaram correlação direta com as condições de corte. Além de não haver diferenças significativas entre as classes TMG30 e CTS18D