Avaliação da maquinabilidade da liga Ti-6Al-7Nb usando mínima quantidade de lubrificação

• Autor(a) principal: Esteves, Filipe da Costa
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/41091
• topic: Maquinagem sustentável; Titânio; Mínima quantidade de lubrificação; Forças de maquinagem; Rugosidade; Morfologia da apara

As ligas de titânio são materiais indicados para várias indústrias, como a aeroespacial, por terem elevada resistência mecânica e baixa densidade. A liga Ti-6Al-7Nb tem potencial em aplicações biomédicas, dada a boa biocompatibilidade, para além do elemento Nióbio não ser tóxico. No entanto, é considerado um material de difícil maquinabilidade, dada a baixa condutividade térmica e alta tensão de cedência. Para melhorar o desempenho da maquinagem, a técnica de lubrificação abundante é usada para reduzir a temperatura gerada durante o corte e melhorar a rugosidade. Porém, o custo de produção é alto, dado o consumo elevado de fluido de corte, e não ser ecológico. Os sistemas de Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL) permitem obter peças com bom acabamento superficial e precisão dimensional, e contribuem para uma maquinagem sustentável. Para tal, é necessário estudar a calibração indicada de MQL para obter uma boa resposta à maquinagem da liga Ti-6Al-7Nb. No presente trabalho, efetuou-se um estudo sobre a resposta à maquinagem de várias calibrações de MQL na liga Ti-6Al-7Nb. Para tal, foi usada a operação de torneamento cilíndrico exterior, com pastilhas de carboneto de tungsténio do tipo W com revestimento e quebra-aparas. Fixando os parâmetros de corte, avaliou-se o desempenho de diferentes caudais de ar, caudais de óleo e frequência de injeção de óleo na maquinagem da liga Ti-6Al-7Nb. Estudou-se a força de maquinagem obtida, bem como a Força Específica de Corte e o atrito na interface ferramenta-apara. Além disso, mediu-se o acabamento superficial para os critérios de rugosidade Ra, RzD e Rt. Fez-se também comparação destes avaliadores com maquinagem a seco e com emulsão. Por fim, classificou-se a apara obtida segundo a norma ISO 3685, bem como aspetos morfológicos das aparas. Concluiu-se que as forças de maquinagem, Força Específica de Corte e atrito foram semelhantes para os diferentes parâmetros de MQL, pois mantiveram-se os parâmetros de corte. No entanto, verificou-se menor rugosidade com a redução do caudal de ar e aumento do caudal de óleo, para os valores estudados. A diminuição da frequência de injeção de óleo não variou o acabamento superficial. O caudal de ar demonstrou não ter efeito no grau de compressão da apara (GCA) e no grau de segmentação da apara (GSA). Com o aumento do caudal de óleo, provocou um maior GCA e GSA por efeitos térmicos. Uma maior frequência de injeção de óleo resultou também num maior GCA e GSA. Por fim, com uma calibração correta de MQL, é possível obter um melhor acabamento superficial e menor consumo energético, comparando com emulsão e a seco, podendo fabricar peças de qualidade com esta estratégia de lubrificação.