Análise das forças e do desgaste de flanco em ferramentas de metal duro modificadas no torneamento do aço ABNT 1045

• Autor(a) principal: Douglas Maciel d'Auriol Souza
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/34653; https://orcid.org/0000-0003-4078-5837
• topic: Desgaste de entalhe; Força de usinagem; Fluxo de calor na usinagem; Oxidação; Engenharia mecânica; Desgaste mecânico; Oxidação; Usinagem

Trabalhar com altas taxas de remoção de material em uma usinagem normalmente corresponde a menores tempos de produção e ganhos econômicos. Entretanto, o aumento de consumo energético e o desgaste prematuro de ferramentas podem comprometer esta relação. Conhecer a quantidade de calor gerada durante o corte do material, e seu consequente fluxo, é essencial para controlar os fenômenos envolvidos durante o torneamento. A alteração do fluxo de calor da ferramenta é uma alternativa para aumento de vida. Para tal, modificações geométricas são introduzidas, como, por exemplo, microtexturas na face de saída ou de folga. Diante deste cenário, estudou-se o comportamento de um inserto de metal duro revestido com uma camada composta de TiN, Al2O3 e TiCN com a superfície de folga modificada, usinando aço ABNT 1045 com dureza de 83 HRB. Um projeto para alteração do inserto foi desenvolvido, no qual se considerou a criação de uma geometria que limitasse fisicamente o comprimento máximo do desgaste de flanco e entalhe, e que fosse de fácil repetibilidade e baixo custo. O aço foi torneado à seco na velocidade de corte de 350 m/min, avanço 0,2 mm/rev e profundidade de usinagem de 1 e 2,5 mm . Os valores de força foram coletados durante os ensaios, além da avaliação da microdureza do cavaco e do acompanhamento da evolução dos desgastes de flanco, cratera e entalhe. A integridade superficial foi analisada com perfis de microdureza e medição da rugosidade. Considerando que a presença do desgaste de entalhe na usinagem de aço carbono não é comum, procedeu-se a uma análise localizada, a qual indicou que a formação do desgaste estava relacionada com a alteração do fluxo de calor na ferramenta, proveniente da fricção do cavaco com a superfície de folga e sua propagação relacionada ao mecanismo de oxidação. A modificação se apresentou altamente eficiente no consumo energético, reduzindo a força resultante de usinagem em 58% em relação ao inserto convencional. A redução na componente força de corte chegou a 70%. Quanto à integridade superficial, a modificação promoveu uma redução da microdureza logo abaixo da superfície usinada em 16%, entretanto a rugosidade superficial, aumentou de Ra = 1,36µm para Ra = 1,78µm. Os mesmos mecanismos de desgaste presentes no inserto comercial foram detectados no modificado, e atuaram na mesma proporção, porém indícios mostraram que a modificação elevou ainda mais as temperaturas durante a usinagem, o que limitou o aumento das forças relacionadas ao desgaste.