Por que algumas brocas de cobalto falham rapidamente

Quando uma broca de cobalto falha rapidamente, muitos compradores presumem, em primeiro lugar, que a própria broca deve ser de má qualidade.
Às vezes isso é verdade.
Existem produtos de baixo custo no mercado em que o material real, o tratamento térmico ou a precisão da retificação não correspondem às especificações declaradas.
Mas, às vezes, a broca não é o único problema.
Em muitos casos de perfuração de aço inoxidável, a falha é causada pela relação entre a ferramenta e a aplicação. Uma boa broca ainda pode falhar rapidamente se as condições de perfuração forem inadequadas.
Para compradores industriais, essa distinção é importante. Se a causa for mal avaliada, a próxima decisão de compra também poderá estar errada.

1. O material pode não corresponder ao teor de cobalto declarado.
A palavra "cobalto" é amplamente utilizada no mercado de brocas.
Mas nem todas as brocas de cobalto são iguais.
Aços HSS-Co verdadeiros, como o M35 e o M42, contêm cobalto como parte da liga de aço. O cobalto está distribuído por todo o material, não apenas na superfície.
Isso é importante porque o cobalto é especialmente útil quando a aresta de corte é exposta a temperaturas mais elevadas. Se o próprio aço não contiver o teor de cobalto declarado, a broca não conseguirá apresentar o desempenho esperado durante perfurações difíceis.
Para os compradores, o problema é que essa diferença nem sempre é visível do lado de fora.
Duas brocas podem parecer semelhantes. Ambas podem ter cores ou marcações parecidas. Ambas podem ser vendidas como HSS-Co. Mas, assim que começam a furar aço inoxidável, a diferença fica clara.

2. O tratamento térmico define o equilíbrio entre dureza e tenacidade.
Mesmo quando a qualidade do material está correta, o tratamento térmico ainda pode fazer uma grande diferença.
Para as brocas HSS-Co, o objetivo não é simplesmente tornar a perfuração o mais difícil possível.
Se a broca for muito dura, a aresta de corte pode lascar ou a broca pode quebrar sob carga.
Se a broca for muito macia, a aresta pode desgastar-se rapidamente e perder a capacidade de corte.
O verdadeiro desafio é controlar o equilíbrio entre dureza e tenacidade.
Essa é uma das razões pelas quais duas brocas de cobalto feitas do mesmo tipo de aço podem ter desempenhos diferentes. O tipo de aço é o ponto de partida. O processo de tratamento térmico determina quanto do potencial do material é efetivamente convertido em desempenho de corte.

3. Geometria de retificação inadequada cria cargas de corte desiguais
Outro motivo pelo qual as brocas de cobalto falham rapidamente é a geometria inadequada.
Uma broca helicoidal corta com duas arestas. Essas duas arestas devem distribuir a carga de corte da maneira mais uniforme possível.
Se o comprimento da lâmina, o ângulo da ponta ou o ângulo de alívio não forem consistentes, um lado da broca pode trabalhar mais do que o outro.
Isso cria diversos problemas:
  •Maior pressão de corte local
  •Mais calor em um dos lados da lâmina de corte.
  •desgaste mais rápido
  •Possíveis furos de tamanho excessivo ou baixa estabilidade dos furos.
Do ponto de vista do usuário, isso pode parecer um problema de material. Mas, do ponto de vista da fabricação, pode ser, na verdade, um problema de precisão de retificação.
Para fabricantes de equipamentos originais (OEMs) e distribuidores, é por isso que a consistência entre lotes é importante. Uma broca não é apenas um pedaço de aço. É também uma ferramenta de corte afiada.

4. As brocas de cobalto suportam mais calor, mas não calor ilimitado.
Muitos usuários optam por brocas de cobalto porque elas conseguem manter a dureza por mais tempo em temperaturas mais altas, em comparação com as brocas HSS padrão.
Isso está correto.
Mas isso não significa que as brocas de cobalto possam ser usadas em qualquer velocidade.
Quando a velocidade do fuso é muito alta, a aresta de corte gera calor mais rapidamente do que a ferramenta e a peça conseguem dissipá-lo. Assim que a temperatura fica muito alta, o desgaste da aresta se acelera.
Isso é especialmente comum quando os usuários acreditam que as brocas de cobalto devem funcionar em velocidades mais altas simplesmente por serem mais resistentes ao calor.
Na realidade, as brocas de cobalto precisam da velocidade e avanço corretos. Elas são mais eficientes do que as brocas HSS padrão em materiais difíceis, mas ainda seguem os princípios de corte.

5. O endurecimento por trabalho do aço inoxidável é frequentemente mal compreendido.
Muitas brocas HSS-Co são usadas para aço inoxidável, especialmente o 304 e o 316.
O aço inoxidável não é difícil de trabalhar apenas por ser resistente. A dificuldade reside no fato de que as condições de corte podem mudar durante a perfuração.
Se a broca raspar em vez de cortar, se o avanço for muito lento ou se a perfuração parar repetidamente dentro do furo, a superfície do aço inoxidável pode endurecer.
Então, a próxima passada de corte não está mais cortando o material original. Ela está cortando uma camada mais dura criada pela perfuração anterior.
Isso pode danificar a lâmina de corte muito rapidamente.
Na comunicação com o cliente, este é um dos pontos mais importantes a serem explicados. Às vezes, a broca é culpada pela curta vida útil, mas o verdadeiro motivo é que a peça de trabalho se tornou mais difícil de cortar durante o processo de furação.

6. Resfriamento, lubrificação e evacuação de cavacos ainda são importantes
Outro equívoco comum é que as brocas de cobalto não precisam de fluido de corte.
O cobalto melhora a resistência ao calor em comparação com o aço rápido padrão, mas não elimina a necessidade de refrigeração e lubrificação adequadas.
O fluido de corte ajuda de três maneiras:
  •Isso reduz o atrito na aresta de corte.
  •Ajuda a controlar a temperatura.
  •Isso melhora a evacuação do chip.
Sem refrigeração ou lubrificação adequadas, o calor e os cavacos permanecem ao redor da aresta de corte por mais tempo. Isso é especialmente prejudicial em perfurações contínuas, furos mais profundos ou aplicações em aço inoxidável.
Uma broca de cobalto pode suportar condições mais severas do que uma broca HSS padrão, mas ainda precisa de um ambiente de perfuração adequado.