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Metal duro é o nome dado a uma liga de carboneto de tungstênio, produzido por metalurgia do pó. O produto é obtido pela prensagem e sinterização de uma mistura de pós de carboneto e outros materias de menor ponto de fusão, chamados aglomerantes (cobalto, cromo, níquel ou uma combinação deles).
Após a prensagem, o composto já tem consistência suficiente para ser usinado na forma desejada, ou bem próximo dela. Ocorre a seguir o processo de sinterização, aquecimento a uma temperatura suficiente para fundir o aglomerante, que preenche os vazios entre os grãos dos carbonetos. O resultado é um material de dureza elevada, entre 75 e 90 HRa, dependendo do teor de aglomerante e do tamanho de grão do carboneto. A maiores durezas são conseguidas com baixos teores de aglomerante e tamanho de grão reduzido. Por outro lado maior tenacidade é obtida aumentando o teor de aglomerante e/ou aumentando o tamanho de grão.
As ferramentas de corte, onde a propriedade desejada é elevada dureza, tem teores baixos de aglomerante, menos de 5%. Já em discos de laminação, onde a resistência ao impacto passa a ser vital, é necessário perder um pouco da dureza para conseguir um mínimo de tenacidade. Nesse caso, dependendo da aplicação, o teor de aglomerante pode chegar a 30 ou 35%.
Seu advento no final da década de 20, na Alemanha, quando Karl Schröter conseguiu produzir em laboratório WC em pó pela primeira vez, provocou o segundo grande impulso na área dos materiais de ferramenta de corte (o primeiro foi com o surgimento do aço rápido). Com os metais duros, as velocidades de corte puderam ser aumentadas na usinagem de aço comum, e passou a ser possível a usinagem de materiais endurecidos como cilindros de ferro fundido para laminação.
Na época, quando foram verificadas as excelentes propriedades de dureza e resistência ao desgaste desse material, os alemães logo o batizaram de widia (de wie diamant do alemão, como diamante), fazendo referência à semelhança das propriedades desse material com as do diamante, o que até certo ponto é um exagero. Materiais descobertos posteriormente como o CBN (nitreto cúbico de boro) merecem mais essa honraria.
As ferramentas de metal duro revolucionaram a indústria, pois permitem avanços e velocidades de corte maiores no processo de usinagem, e a fabricação de discos e anéis para cilindros de laminação com capacidade de laminar até 10 vezes mais entre reusinagens que os equivalentes em ferro fundido, reduzindo assim os câmbios de cilindros que interrompem a produção. Devido sua alta dureza, elas tendem a quebrar, submetidas a paradas repentinas ou esforços muito grandes, para minimizar o problema, várias soluções foram apresentadas novas coberturas e geometrias de corte para seu maior rendimento e vida útil.
O segundo grande impulso na área dos materiais de ferramenta de corte aconteceu com o aparecimento do metal duro (o primeiro foi com o surgimento do aço rápido). Com os metais duros, novamente, as velocidades de corte puderam ser aumentadas em praticamente uma ordem de grandeza: de 35 m/min com os aços rápidos para 250 a 300 m/min com os metais duros. O advento desta classe aconteceu no final da década de 20, na Alemanha, quando Karl Schröter conseguiu produzir em laboratório WC em pó pela primeira vez. A mistrura deste pó principalmente com o cobalto, também em pó. trouxe ao mercado, na década de 30, um dos mais fantásticos grupos de materias de ferramentas de corte: o metal duro.
A grande aplicação dos metais duros, que são fabricados pro processo de metalurgia do pó, se deve ao fato deles possuírem a combinação de resistência ao desgaste, resistência mecânica e tenacidade em altos níveis.
[editar] Coberturas
As pastilhas de metal duro também são oferecidas com cobertura de TiN (nitreto de titânio) e alumina.
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