Molibdênio é um metal usado em componentes de aeronaves, turbinas e ferramentas de corte devido à sua excelente dureza e resistência. Usinar molibdênio pode ser desafiador quando se considera seu uso em ferramentas de corte.
Como superar o desafio de usinar molibdênio? Neste guia detalhado, você aprenderá como cortar peças de molibdênio, quais técnicas de fabricação de molibdênio usar e dicas para superar problemas de usinagem com molibdênio.
O que é molibdênio?
IMAGEM EM DESTAQUE: Metal molibdênio
O molibdênio é um metal cuja resistência é comparável ao aço inoxidável e possui alta resistência ao calor e à corrosão, o que o torna favorável para muitas aplicações e fabricação de peças.
O molibdênio tem excelente condutividade térmica e elétrica e um baixo coeficiente de expansão térmica, o que significa que você pode usá-lo em aplicações de alto estresse e calor.
O molibdênio também é um elemento de liga misturado com outros metais, geralmente com aço inoxidável, para melhorar sua resistência e tenacidade.
Aqui está uma rápida comparação do molibdênio com o aço inoxidável.
| Propriedade | Aço inoxidável | Molibdênio |
| Densidade | 8000 Kg / m3 | 10,200 Kg / m3 |
| Ponto de fusão | 1,400 ° C | 2623 ° C |
| Resistência à tração | Até 860 MPa (304) | Até 900 MPa |
| Condutividade elétrica | Ruim | Boa |
| Condutividade térmica: | 16.2 W / mK | 138 W / mK |
| Dureza: | Até 200 HB | Até 250 HB |
Ligas de Molibdênio
O molibdênio é um elemento altamente ligável e, muitas vezes, as ligas de molibdênio têm propriedades melhores do que o molibdênio puro, o que o torna útil em vários setores.
TÍTULO: Molibdênio e outros metais de liga
Liga TZM
A liga de titânio-zircônio-molibdênio é 99.4% molibdênio com 0.5% titânio, 0.08% zircônio e 0.02% carbono. A liga TZM tem uma condutividade térmica menor (126 W/mK) do que o molibdênio puro (138 W/mK), mas uma resistência à fluência maior.
Liga de molibdênio-lantânio
A liga Mo-La tem entre 0.3 a 0.5% de lantânio, o que a torna mais dúctil do que o molibdênio puro. Ela também aumenta a estabilidade térmica, tornando as ligas de molibdênio-lantânio úteis em peças de fornalhas.
Liga de molibdênio-háfnio-carbono
Esta liga de molibdênio é usada em bicos de foguetes e turbinas a gás por causa de sua resistência a altas temperaturas e condutividade térmica. O carbono de 0.005% ajuda o molibdênio a formar carbonetos, aumentando sua dureza.
Propriedades de usinagem de molibdênio
Com uma compreensão do molibdênio e do efeito dos elementos de liga na resistência e tenacidade, você pode entender melhor as propriedades de usinagem do molibdênio.
Usinabilidade do molibdênio
O molibdênio é desafiador para usinar principalmente porque tem uma dureza alta e é um metal quebradiço em temperatura ambiente. Outro desafio de usinagem de molibdênio é o endurecimento por trabalho, pois você está tentando cortar molibdênio.
1. Dureza do molibdênio
O molibdênio é naturalmente resistente. A usinagem do molibdênio é abrasiva para o ferramentas de corte e pode diminuir significativamente a vida útil da ferramenta devido à sua alta resistência.
2. Fragilidade do molibdênio
Durante a usinagem CNC do molibdênio, ele é exposto ao oxigênio, o que o torna quebradiço e propenso a rachaduras. O molibdênio pode facilmente fraturar, e é por isso que ferramentas especiais de corte CNC são usadas para molibdênio.
3. Endurecimento do Trabalho
Quando um metal se deforma em temperaturas abaixo da recristalização, ele fica mais duro e mais forte. A usinagem CNC de molibdênio resulta em molibdênio endurecido por trabalho, o que o torna ainda mais desafiador de usinar.
Esses fatores combinam-se para afetar a maquinabilidade de molibdênio, tornando-o difícil de cortar, propenso a lascas e rachaduras e abrasivo para ferramentas de corte.
Geração de Calor
A usinagem de molibdênio apresenta outro desafio na ponta da ferramenta: geração excessiva de calor. O molibdênio tem um alto ponto de fusão, o que é vantajoso na usinagem, mas a abrasividade contribui para o alto atrito na ponta de corte.
O calor das operações de corte, como torneamento e fresamento, pode desgastar rapidamente a ferramenta em vez de amolecer a peça de trabalho.
Borda Construída (BUE)
A maioria dos metais dúcteis produz cavacos que grudam na peça de trabalho, resultando em entupimento e corte ineficiente. O molibdênio tem a vantagem de produzir cavacos quebradiços que se desprendem da peça de trabalho.
Resistência à Corrosão
O molibdênio resiste à oxidação e corrosão para aplicações em temperatura ambiente. Isso significa que a escolha do refrigerante não é limitada por fatores de corrosão. Podem ser usados refrigerantes à base de água e à base de óleo, reduzindo custos.
Para cortes de alta velocidade, produzindo temperaturas em torno de 600 °C, você deve considerar os riscos de oxidação e a formação de camadas de óxido, o que pode tornar o pós-processamento e o tratamento de superfície desafiadores.
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Dicas para superar desafios de usinagem
TÍTULO: Ferramentas de corte
Desgaste da ferramenta
O molibdênio e suas ligas, especificamente ligas de tungstênio, desgastam as ferramentas de corte cerca de 30% mais rápido do que o aço inoxidável. Isso aumenta o tempo de inatividade e o tempo de troca de ferramentas, aumentando diretamente os custos de usinagem para peças de molibdênio usinadas.
A solução é usar ferramentas de carboneto de tungstênio de grau C2 porque o aço rápido não pode trabalhar para longas distâncias de produção. Você pode ir mais longe usando ângulos de ataque entre 5 e 10° com ferramentas de carboneto.
Os serviços de usinagem CNC especializados em usinagem de molibdênio usam pontas revestidas de diamante para produção em alto volume.
TÍTULO: Ferramentas de fresamento multiponto de carboneto
Fragilidade e rachaduras
Durante a usinagem CNC de molibdênio, lascas nas bordas podem causar rachaduras, comprometendo a integridade e a qualidade da superfície das peças de molibdênio.
Isso pode ser corrigido usando uma ferramenta mais afiada com um raio de borda pequeno de cerca de 0.0001”. Guiar a parte rotativa durante o torneamento CNC pode reduzir as vibrações, o que também pode reduzir as rachaduras. Outra correção é reduzir as taxas de avanço perto das bordas da peça de trabalho.
Endurecimento de trabalho
Qualquer deformação plástica pode levar ao endurecimento do trabalho, então evite cortes superficiais e use uma profundidade de corte em torno de 0.015 polegadas. Você também pode usar estoque de molibdênio recozido para usinagem contínua em uma única peça de trabalho.
Escolha do líquido de arrefecimento
O acúmulo de calor durante a usinagem pode ser combatido com refrigerantes eficazes e ajustando os parâmetros de corte. Você pode estender a vida útil da sua ferramenta de fresamento e torneamento CNC significativamente usando refrigerantes à base de enxofre que reduzem o atrito.
Para processos de perfuração, rosqueamento e rosqueamento, você pode usar óleos clorados. Esses óleos de refrigeração aderem bem e lidam com altas pressões durante torneamento CNC de alta velocidade.
Óleos solúveis têm lubrificação ruim e geralmente são reservados para serrar molibdênio. Quando o resfriamento por inundação ocorre durante o corte em alta velocidade, você pode usar a vazão de refrigerante de 35 litros/min.
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Usinagem CNC Molibdênio
A usinagem de molibdênio pode ser complicada, mesmo com máquinas CNC e ajustes de feedback automático. Isso não descarta usinagem CNC para peças de molibdênio.
Torneamento CNC
Torneamento CNC usa uma peça de trabalho rotativa colocada em um mandril e uma ferramenta de corte estacionária que alimenta a peça de trabalho. O torneamento CNC normalmente produz peças cilíndricas acabadas, como buchas e hastes semiacabadas para processamento posterior.
Para torneamento CNC de componentes de molibdênio
- Ferramenta: Ferramentas e pastilhas de metal duro de grau C2 com ângulo de ataque positivo
- Líquido de arrefecimento: Óleo à base de enxofre
- Usinagem a seco: somente para cortes leves
- Taxa de avanço: até 0.025 polegadas por revolução e 0.005 a 0.010 polegadas para acabamento
- Profundidade de corte: 0.005 polegadas para acabamento.
CNC torneando estoque de molibdênio
Fresagem CNC
Fresagem CNC
Fresagem CNC usa uma peça de trabalho fixa e uma ferramenta de corte rotativa multidente que se move em 3 eixos para criar recursos de superfície em uma peça de trabalho. A fresagem CNC pode produzir ranhuras, furos e recursos quadrados para peças.
Peças de molibdênio em uma fresadora podem ser transformadas em peças de molibdênio com acabamento CNC, como suportes e moldes.
Para fresamento CNC, componentes de molibdênio
- Ferramenta: Fresa de carboneto com revestimento de titânio-alumínio-níquel
- Líquido de arrefecimento: Fluido à base de enxofre
- Taxa de avanço: 0.010 polegadas por minuto para fresamento bruto e 0.005 polegadas para cortes finais.
- Profundidade de corte: até 0.005 polegadas
Usinagem EDM a Fio
A usinagem por descarga elétrica normalmente usa um eletrodo de arame que vaporiza o metal molibdênio, produzindo um caminho de corte na peça de trabalho. A eletroerosão a fio é ótima para criar peças de molibdênio usinadas de alta precisão com uma tolerância de altura de até +/- 0.0001”. É um método popular em usinagem CNC personalizada.
- Ferramenta: Fio de latão ou cobre
- Amperagem: 10 A
- Taxa de avanço: 0.1 polegadas por minuto
Utilize fluido deionizado em temperatura ambiente como refrigerante e para lavar molibdênio erodido.
Usinagem EDM a Fio
Moagem CNC
Para aplicações na indústria aeroespacial, a rugosidade e a qualidade da superfície são muito importantes. A retificação CNC pode atingir um acabamento de alta precisão em ligas de molibdênio com excelentes acabamentos de superfície de até 2 RMS e tolerâncias personalizadas de até +/-0.0005 polegadas.
A retificação CNC usa uma roda abrasiva que gira e gira dentro de uma câmara fechada, removendo pequenas quantidades de material da superfície de molibdênio. A retificação CNC também pode ser feita em superfícies curvas usando um torno.
- Ferramenta: Rodas abrasivas de óxido de alumínio resistentes ou rodas diamantadas
- Profundidade de corte: 0.0001” por passagem
Use líquido de arrefecimento à base de água para remover os resíduos.
Acabamento de superfície para molibdênio
Obter um acabamento superficial liso em molibdênio requer técnicas típicas de acabamento de superfície.
- Polimento Mecânico: Isso remove marcas de ferramentas no molibdênio e usa cintas abrasivas para raspar pequenas camadas de molibdênio. Diferentes lixas de grãos abrasivos são usadas progressivamente.
- Jateamento de areia: Este processo é padrão para retrabalhar peças de molibdênio ou dar a elas uma rugosidade superficial uniforme usando meios abrasivos jateados na superfície em alta velocidade.
- Revestimento: Você também pode galvanizar suas peças de molibdênio em diferentes revestimentos para aumentar a durabilidade ou a estética.
Liga TZM vs Molibdênio Puro para Usinagem
A liga TZM ou liga de titânio-zircônio-molibdênio contém 0.5% de titânio, 0.08% de zircônio, 0.02% de carbono e molibdênio. Essa composição a torna diferente do molibdênio puro e também altera suas propriedades.
Propriedades físicas
A liga TZM tem maior resistência, mas tem um ponto de fusão semelhante de cerca de 2,610 °C e condutividade térmica de cerca de 126 W/mK.
Usinagem
Há uma diferença muito pequena entre a liga TZM e o molibdênio na usinabilidade. A maioria dos parâmetros de usinagem CNC permanece a mesma com taxas de avanço semelhantes. As ligas TZM exigem uma velocidade de torneamento CNC menor em alguns casos de usinagem devido à sua alta resistência.
Embora a taxa de usinagem seja mais lenta, a peça usinada em molibdênio-titânio é mais resistente.
Aplicações de peças usinadas de molibdênio
O molibdênio e a liga TZM têm propriedades físicas e resistência química excepcionais, o que os torna um bom material para diversas aplicações.
Indústria aeroespacial
O TZM pode suportar calor extremo e erosão por vaporização do gás que flui para fora em componentes aeroespaciais de alta precisão, como bicos de foguetes. Além disso, as lâminas de turbina de máquina de molibdênio têm resistência superior à fadiga e à fluência em comparação ao aço.
Semicondutores
Semicondutores usam filmes de molibdênio que são depositados usando técnicas de deposição física de vapor (PVD).
Folhas de molibdênio (fresadas) servem como base para circuitos de película fina, e um dissipador de calor personalizado usa aletas de molibdênio cortadas por eletroerosão para dissipar o calor.
Componentes Biomédicos
Em máquinas de raio X, o ânodo do tubo de raio X é feito de molibdênio torneado por CNC para durabilidade e condutividade térmica. Folhas de molibdênio também são úteis para bloquear raios X.
Alta qualidade Fabricação de molibdênio
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Nossa oficina de precisão pode atingir tolerâncias rigorosas que correspondem às suas especificações, e nosso laboratório de acabamento de superfície garante desempenho e um acabamento duradouro.
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Conclusão
O molibdênio suporta padrões de regulamentação geométrica intrincados na indústria aeroespacial e é um material robusto. O desafio está na usinagem do molibdênio, que requer ajuste cuidadoso dos parâmetros de corte que garantem precisão e confiabilidade.
Perguntas frequentes
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O molibdênio pode ser usinado?
Molibdênio, TZM e ligas de molibdênio podem ser usinados usando usinagem tradicional com ferramentas de carboneto e diamante.
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Quais são as principais propriedades de usinagem do molibdênio?
O molibdênio tem excelente resistência à corrosão, alta resistência, tenacidade e alto ponto de fusão. O molibdênio não é um material altamente usinável e é quebradiço.
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O que é a liga TZM e como ela difere do molibdênio puro?
A liga TZM tem mais de 99% de molibdênio, 0.5% de titânio, 0.08% de zircônio e 0.02% de carbono.
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Quais ferramentas de corte são recomendadas para TZM?
A liga TZM requer ferramentas de corte de carboneto C2 ou ferramentas de corte de diamante, que são uma melhoria em relação às ferramentas de carboneto.