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Stellite 6K

Uma liga forjada à base de cobalto com resistência excepcional ao engripamento e elevada tenacidade mecânica. O Stellite 6K é ideal para componentes usinados em CNC em válvulas, mancais e superfícies de desgaste que exigem resistência ao deslizamento a seco e durabilidade a longo prazo em condições severas.

Introdução ao Stellite 6K

O Stellite 6K é uma liga forjada de cobalto-cromo especificamente projetada para maior tenacidade, resistência ao engripamento (galling) e desempenho ao desgaste em aplicações de contato metal-metal. Ela compartilha uma composição química semelhante à do Stellite 6B, porém apresenta maior ductilidade e melhor usinabilidade devido à sua microestrutura forjada de grão fino. A variante “K” é otimizada para desgaste por deslizamento sob pressão, impacto e aplicações com tensão térmica.

O Stellite 6K é ideal para componentes usinados por CNC em que tanto a precisão dimensional quanto a resistência ao travamento, escoriação (scuffing) e erosão são críticas. Aplicações comuns incluem buchas, mancais, luvas de bombas e hastes de válvulas usadas nas indústrias aeroespacial, marítima, de energia e de óleo & gás.

Propriedades Químicas, Físicas e Mecânicas do Stellite 6K

O Stellite 6K (UNS R30016 / ASTM F90, derivado da AMS 5894) é uma liga de cobalto reforçada por solução sólida, fabricada por conformação a quente, forjamento ou laminação para obter uma estrutura homogênea e densa com integridade mecânica superior.

Composição Química (Típica)

Elemento	Faixa de Composição (wt.%)	Função Principal
Cobalto (Co)	Balanço (≥58.0)	Matriz base para resistência à corrosão e resistência em alta temperatura
Cromo (Cr)	28.0–32.0	Fornece resistência à oxidação e à corrosão
Tungstênio (W)	4.5–6.5	Forma carbonetos para melhorar a resistência ao desgaste
Carbono (C)	0.9–1.4	Controla a formação de carbonetos para resistir ao engripamento
Níquel (Ni)	≤3.0	Melhora a tenacidade e a ductilidade
Ferro (Fe)	≤3.0	Elemento residual
Manganês (Mn)	≤1.0	Apoia a trabalhabilidade a quente
Silício (Si)	≤1.2	Melhora a fluidez de fundição e o acabamento superficial

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor (Típico)	Norma/Condição de Ensaio
Densidade	8.42 g/cm³	ASTM B311
Faixa de Fusão	1320–1395°C	ASTM E1268
Condutividade Térmica	13.0 W/m·K a 100°C	ASTM E1225
Resistividade Elétrica	0.96 µΩ·m a 20°C	ASTM B193
Expansão Térmica	13.2 µm/m·°C (20–400°C)	ASTM E228
Capacidade Calorífica Específica	420 J/kg·K a 20°C	ASTM E1269
Módulo de Elasticidade	205 GPa a 20°C	ASTM E111

Propriedades Mecânicas (Condição Forjada)

Propriedade	Valor (Típico)	Norma de Ensaio
Dureza	33–43 HRC (recozido) / até 45 HRC (envelhecido)	ASTM E18
Resistência à Tração	1050–1200 MPa	ASTM E8/E8M
Limite de Escoamento (0,2%)	550–700 MPa	ASTM E8/E8M
Alongamento	10–20%	ASTM E8/E8M
Resistência ao Engripamento	Excelente, inclusive contra ela mesma	ASTM G98
Índice de Resistência ao Desgaste	>2.5× aço inoxidável 316	ASTM G65

Principais Características do Stellite 6K

Resistência Superior ao Engripamento: Desempenho excelente em contato metal-metal, mesmo em condições de deslizamento a seco.
Alta Tenacidade e Ductilidade: Mais tolerante em ambientes com impacto do que classes Stellite fundidas, reduzindo o risco de trincas ou lascamento de borda.
Estabilidade Térmica e em Ambientes Corrosivos: Suporta temperaturas de serviço de até 850°C e resiste à corrosão por pites e à oxidação em cloretos e ácidos.
Usinabilidade Melhorada: Em comparação ao Stellite 6 fundido, a forma forjada 6K oferece melhor controle dimensional durante a usinagem CNC.

Desafios e Soluções de Usinagem CNC para Stellite 6K

Desafios de Usinagem

Fases Abrasivas de Carbonetos

Os carbonetos ricos em tungstênio aumentam o desgaste da ferramenta, especialmente durante passadas prolongadas de desbaste.

Acúmulo de Calor na Interface Ferramenta-Peça

A baixa condutividade térmica retém o calor na zona de corte, degradando revestimentos da ferramenta e a precisão dimensional.

Encruamento

Passadas repetidas da ferramenta podem aumentar a dureza superficial, exigindo planejamento cuidadoso das passadas e monitoramento da ferramenta.

Estratégias de Usinagem Otimizadas

Seleção de Ferramentas

Parâmetro	Recomendação	Justificativa
Material da Ferramenta	Metal duro revestido por PVD (K30–K40); CBN para tolerâncias de acabamento apertadas	Lida com desgaste abrasivo mantendo a resistência da aresta
Revestimento	AlTiN ou TiAlCrN (3–5 µm)	Reduz a temperatura na zona de corte e prolonga a vida útil da ferramenta
Geometria	Ângulo de saída neutro (0°), aresta de corte lapidada 0,03 mm	Melhora a durabilidade da aresta e evita aderência de cavacos

Parâmetros de Corte (ISO 3685)

Operação	Velocidade (m/min)	Avanço (mm/rev)	DOC (mm)	Pressão do Fluido (bar)
Desbaste	10–18	0.20–0.30	2.0–3.0	100–120
Acabamento	20–28	0.05–0.10	0.5–1.0	120–150

Tratamentos de Superfície para Peças de Stellite 6K Usinadas

Prensagem Isostática a Quente (HIP)

HIP geralmente é desnecessária para Stellite 6K forjado, mas pode ser usada em formas de metalurgia do pó ou manufatura aditiva para aumentar a vida em fadiga.

Tratamento Térmico

Tratamento Térmico após a usinagem pode otimizar a distribuição de carbonetos e reduzir tensões residuais provenientes da conformação ou do corte por CNC.

Soldagem de Superligas

Soldagem de Superligas usando técnicas de soldagem PTA ou TIG de baixa diluição com metal de adição compatível ajuda a manter a resistência ao desgaste e ao engripamento nas juntas.