Wear of stamping tools without lubricant

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Malnar, Ivana
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/39078
Resumo: Dissertação de Mestrado em Engenharia de Materiais apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.
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spelling Wear of stamping tools without lubricantRevestimentos auto-lubrificantesDissertação de Mestrado em Engenharia de Materiais apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.The need to reduce the cost of a product in order to lower the price of it or increase the profits is present in all industries. This became a necessity in order to stay competitive on the market. The way this trend presented itself in the manufacturing industry is by affecting the steps involved in the manufacturing process, meaning that the number of operations required to produce a certain part is constantly reducing, while the complexity of each step is increasing. The reduced number of tools, therefore, becomes more demanding in terms of dimensional accuracy. This leads to serious consequences that consume both time and resources, if a fail in the process occurs. Designing a highly reliable tool then becomes one of the key points in creating an efficient process. A highly reliable tool means that it undergoes little wear and deformation during its use. Additionally for processes like worm forming, these requirements need to be kept even at elevated temperatures. Thus studies have been made on self-lubricating coatings that would provide protection against wear and increase tools life span as well as reduce the need for liquid toxic lubricants that have been used so far. DLC-Si and W-Ti-N coatings, which show such properties, have been produced on pins and disks of 100Cr6 steel and tested at room temperature, 100°C and 200°C using pin-on-disk test. Tests were performed in dry conditions. The results obtained from coated and uncoated steel parts were compared. Both pins and disks have been coated and tested against aluminium alloy AA6016. Transfer layer of aluminium alloy was present on coated pins while the layer was not found for coated disks. DLC-Si coated disks have shown lower coefficients of friction and wear rates when compared to 100Cr6 steel for all temperature conditions. At 200°C W-Ti-N showed better or similar results to 100Cr6 and higher coefficients of friction and wear rates at lower temperatures.A necessidade de reduzir o custo de um produto, de forma a reduzir o seu preço final ou aumentar o lucro, está presente em todos os setores industriais e é fundamental para que as indústrias se mantenham competitivas. Tal envolve a redução do número de etapas necessárias para o fabrico de um componente. No entanto, esta redução tem implicado um aumento da complexidade de cada etapa do processo. Para além disso, a redução do número de ferramentas envolvidas nos processos produtivos exigente maior controlo dimensional. A ocorrência de uma falha da ferramenta, durante o processo de fabrico de um componente, provoca graves consequências, com consumo adicional de tempo e recursos. O projeto adequado de uma ferramenta fiável é, assim, um dos pontos-chave na criação de um processo produtivo eficiente. Uma ferramenta confiável apresenta níveis de desgaste e deformação reduzidos durante a seu tempo de vida. Tal é ainda mais premente no caso de processos de conformação a média e alta temperatura. Os revestimentos auto-lubrificantes podem ser uma mais-valia para as ferramentas, já que contribuem para a redução do seu desgaste, com consequente aumento da sua vida útil. Por outro lado, permitem a diminuição do nível de lubrificantes líquidos tóxicos utilizados atualmente. Nesta dissertação foram estudados dois revestimentos com composição química diferente (DLC-Si e W-Ti-N), passíveis de serem utilizados como materiais auto-lubrificantes. A resistência ao desgaste destes revestimentos foi testada à temperatura ambiente, 100 °C e 200 °C, através do ensaio pino-disco. Os pinos e os discos em aço 100Cr6 foram revestidos com DLC-Si e W-Ti-N e testados contra uma liga de alumínio, AA6016. Os resultados mostraram a existência de uma camada de transferência de alumínio à superfície dos pinos revestidos. Tal não se verificou no caso dos discos revestidos. Os discos revestidos com DLC-Si apresentaram coeficientes de atrito e taxas de desgaste menores, quando comparados com os discos de aço 100Cr6 não revestidos, para todas as condições de temperatura testadas. O revestimento W-Ti-N teve um comportamento semelhante ou ligeiramente melhor que o aço 100Cr6 a 200 °C, mas para temperaturas inferiores os valores de coeficiente de atrito e de taxa de desgaste são mais elevados.2015-07-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/39078http://hdl.handle.net/10316/39078TID:201666022engMalnar, Ivanainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2022-01-21T17:34:23Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/39078Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:59:01.165645Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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