Um grupo de cientistas da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) criou um novo tipo de produto, pensado para ser utilizado sobretudo na indústria do petróleo e da construção civil. O material é um cortador de melhor desempenho para ser usado na perfuração de minerais e rochas e em operação de usinagem de metais e ligas não ferrosas. A ferramenta teve o patenteamento concedido pelo Instituto Nacional da Propriedade Intelectual (INPI) no ano passado, dia 14 de dezembro.
A invenção é formada por três camadas, uma de corpo de diamante sinterizado, um substrato de carbeto cementado e uma interface de carbeto cementado, com composição ligeiramente diferente. Essa interface é um dos diferenciais, talvez o principal, para potencializar a eficiência do novo produto. “A vantagem da presente invenção é a utilização dessa interface com composição próxima ao substrato e, com o mesmo ligante do corpo de diamante sinterizado, acaba-se por melhorar a aderência de ambos. A fraca aderência da camada de diamante à superfície do substrato reduz a vida útil da ferramenta, situação que nós conseguimos contornar”, explica Meysam Mashhadikarimi.
Atualmente professor do Departamento de Engenharia de Materiais, o iraniano Meysam era aluno de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (PPGCEM) em 2016 e foi responsável pelo processo de fabricação e caracterização do material patenteado. Ele frisa que a adição de uma camada de interface entre o substrato e a camada de diamante evita a infiltração de cobalto na camada de diamante. Um material formado do modo tradicional pode estar sujeito a uma série de deficiências, surgidas, por exemplo, das temperaturas, que fazem ocorrer a expansão dos componentes e influenciam também as constantes elásticas.
“Essa infiltração é responsável por um problema chamado grafitização de diamante na fabricação de aplicação de ferramentas diamantadas. Driblar essa situação é que nos concede a possibilidade de aumentar a vida útil de ferramentas”, realça. A grafitização é o momento no qual o diamante, material com características de alta dureza, transforma-se em grafite, com característica oposta.
A invenção recebeu a denominação Compósito de corte de tripla camada formado por um substrato de carbeto cementado e corpo de diamante sinterizado, unidos através de uma interface e seu método de produção e contou com a participação também dos docentes Uilame Umbelino Gomes e Marcello Filgueira, orientadores do projeto de pesquisa e responsáveis por planejar e analisar os resultados. Além da UFRN, a Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF) também detém direitos sobre a invenção, em uma cooperação que envolveu os laboratórios de Materiais Cerâmicos e Metais Especiais (LMCME) da UFRN e o de Materiais Avançados (LAMAV) da UENF, bem como os grupos de pesquisa de Materiais e Tecnologia do Pó e o Research Group on Advanced Diamond Cutting Tools and Powder Metallurgy, ambos da UFRN, e o Grupo de Estudos em Materiais Avançados (GEMa) da UENF.
Os pesquisadores pontuam que a ferramenta pode ser fabricada na forma de inserts (brocas) ou cutters (cortadores), utilizados para usinar metais não ferrosos, pedras rochas e perfuração de poços de petróleo. A usinagem, no caso, é o processo de desgaste mecânico que visa a dar forma a uma peça. O fresamento e a furação são exemplos de processos de usinagem. “Já fizemos protótipos do material, com testes em diversos ensaios, sob diversas condições. Realizar o patenteamento da invenção é importante, pois mostra que os valores aplicados em ciência e tecnologia são investimentos, haja vista o realce da contribuição da pesquisa para a sociedade”, finaliza Uilame Umbelino Gomes.
