Acabamento superficial: a linha mais barata de escrever e a mais cara de garantir
Ra 0,8 µm são quatro caracteres no desenho e podem acrescentar metade ao preço de uma peça em liga de níquel. É o custo desnecessário mais comum nos desenhos que vemos, à frente da tolerância e bem à frente da escolha de material.
Quanto custa cada acabamento
Aproximadamente, mantendo todo o resto constante, em titânio ou em uma superliga de níquel:
| Ra | Como é obtido | Custo relativo |
|---|---|---|
| 6,3 µm | Como fresado, apenas passe de desbaste | 0,8× |
| 3,2 µm | Passe de acabamento normal | 1,0× referência |
| 1,6 µm | Acabamento cuidadoso, ferramenta afiada | 1,1–1,3× |
| 0,8 µm | Passe de acabamento fino, desgaste de ferramenta controlado | 1,4–1,8× |
| 0,4 µm | Passes muito leves, ou retífica | 2–3× |
| 0,2 µm | Retífica | 3–5× |
| 0,05 µm | Lapidação ou polimento | 5–10× |
Os degraus não são lineares, e o salto de 0,8 para 0,4 é onde normalmente o processo precisa mudar, e não apenas ficar mais lento.
Em ligas que encruam há uma segunda penalidade. Chegar a um acabamento fino exige passes leves, e passes leves em liga de níquel correm o risco de brunir em vez de cortar, o que endurece a superfície e piora o acabamento. Veja encruamento em superligas (em inglês). Por isso, um acabamento fino em Inconel não é apenas mais lento; é tecnicamente mais difícil de obter de forma consistente, e essa incerteza entra no preço.
O que cada processo atinge
| Processo | Faixa prática de Ra |
|---|---|
| Fresamento, desbaste | 3,2–12,5 µm |
| Fresamento, acabamento | 0,8–3,2 µm |
| Torneamento, acabamento | 0,4–1,6 µm |
| Torneamento duro, CBN | 0,2–0,8 µm |
| Alargamento | 0,8–1,6 µm |
| Retífica cilíndrica | 0,1–0,8 µm |
| Retífica plana | 0,2–1,6 µm |
| Brunimento | 0,05–0,4 µm |
| Lapidação / polimento | 0,012–0,1 µm |
| Eletroerosão a fio | 0,8–3,2 µm |
O torneamento atinge acabamentos mais finos que o fresamento com o mesmo esforço, porque a ferramenta fica em contato contínuo, em vez de deixar marcas de varredura. Se uma característica pode ser torneada em vez de fresada, o acabamento dela sai mais barato.
O erro: uma indicação geral
Uma legenda que diz “todas as superfícies Ra 0,8 µm, salvo indicação em contrário” aplica um acabamento fino a todas as faces da peça, incluindo o verso, as laterais, as superfícies de fixação e as características que ninguém nunca vai tocar.
Em uma carcaça prismática de titânio com vinte faces, isso pode significar uma dúzia de passes de acabamento desnecessários. A peça funciona exatamente igual com Ra 3,2 µm em dezoito delas.
Escreva ao contrário: uma indicação geral grosseira, com acabamentos finos marcados nas faces que precisam deles. O padrão deve ser o que é barato, e a exceção deve ser o que é caro.
Onde um acabamento fino realmente justifica o custo
Superfícies de vedação. Canais de O-ring e faces de junta têm requisitos reais de acabamento, normalmente especificados em uma norma publicada pelo fabricante da vedação. Use esse número, não um palpite.
Superfícies de deslizamento e de mancal. Onde um eixo gira em um furo ou uma face se desgasta contra outra.
Superfícies críticas à fadiga. A rugosidade concentra tensões. Em uma peça de titânio sob carga cíclica, esse é um requisito real de engenharia, não estético, e é também onde a integridade superficial, e não só a rugosidade, importa.
Superfícies críticas à corrosão. Uma superfície rugosa em uma peça de duplex ou de liga de níquel retém depósitos e dá início a pites.
Tudo o que vai receber revestimento. A maioria dos revestimentos especifica o acabamento do substrato.
Superfícies estéticas visíveis, se a peça fica à mostra, mas escreva “estético” para que a usinagem saiba que pode chegar lá com acabamento posterior, e não pela usinagem.
O que especificar além do Ra
Ra é uma média, e duas superfícies com o mesmo Ra podem se comportar de forma muito diferente. Para superfícies críticas, considere:
Rz: altura média entre picos e vales. Melhor que o Ra para detectar riscos profundos isolados, que é o que normalmente faz uma vedação falhar.
Direção das estrias. Estrias circunferenciais ou axiais importam para vedações e para fadiga. Especifique onde isso importa.
Integridade superficial. Em peças de superliga torneadas duro ou muito usinadas, a condição abaixo da superfície pode importar mais que a rugosidade. Se camada branca ou tensão residual de tração seriam um problema, diga isso, e diga como será verificado. Torneamento duro ou retífica (em inglês) trata do risco da camada branca.
Um modelo prático para o desenho
Acabamento superficial geral: Ra 3,2 µm. Furo Ø40 H7 e face A: Ra 0,8 µm, estrias circunferenciais. Canal de O-ring conforme desenho do fornecedor da vedação, Ra 0,4 µm, Rz 3,2 µm máx. Demais superfícies: como usinado.
Quatro linhas, e a peça custa o que deve custar. Compare com um único Ra 0,8 µm geral, que custa mais e comunica menos.
Referência: rugosidade superficial.
Envie o desenho e receba uma cotação com preço em até 24 horas úteis: se uma indicação de acabamento está custando dinheiro sem trazer nenhum benefício, isso estará na mesma resposta.