Produção de coroas por indução eletromagnética para sondagem em quartzito.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Carlos Roberto
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3121
Resumo: Neste trabalho, são estudados os parâmetros de produção, as características estruturais e o desempenho de coroas de perfuração usadas em operações para sondagem geológica. As coroas produzidas consistiram de compósitos metal - diamante, com diferentes ligas infiltrantes e diamantes industriais, consolidados através de aquecimento por indução eletromagnética, em moldes de grafite. Os experimentos visam otimizar os parâmetros de produção de coroas por indução eletromagnética em diferentes formulações, para que possam alcançar altos desempenhos operacionais de durabilidade, eficiência e custos. Foram determinados os parâmetros eletromagnéticos, as condições de tempo e de temperatura, que produzem coroas com características adequadas às operações de perfuração para sondagem geológica em quartzito, em função das ligas metálicas utilizadas. Foram usadas, como constituintes das “matrizes” das coroas, misturas de ligas metálicas pulverizadas contendo W e Co. O material de cobertura utilizado foi composto por uma mistura de pós de W e Fe e os materiais infiltrantes foram uma liga contendo Cu, Zn e Sn e outra contendo Cu, Ag e Ni. A produção de coroas por indução eletromagnéticas permitiu reduzir o tempo total, para conformação, de 70 minutos, em fornos convencionais, para 3 a 5 minutos em fornos de indução. As coroas de perfuração infiltradas com a liga Cu-43Zn-1Sn apresentaram dureza superiores àquelas infiltradas com a liga Cu-39Ag-1Nie , de modo geral, as coroas obtidas com aquecimento por indução eletromagnética apresentaram valores de dureza pouco superiores àqueles medidos nas coroas de mesma composição, porém processadas por aquecimento em forno convencional, tipo mufla, de aquecimento resistivo. Os resultados dos testes de desgaste revelaram que a diminuição da granulometria dos pós de W, o aumento da porcentagem de Co em substituição à fração de W e o aquecimento por indução eletromagnética permitem obter matrizes metálicas, para produção de coroas de perfuração, de menor coeficiente de desgaste para o tribosistema com lama abrasiva de SiO 2 . Após teste de campo pode- se concluir que a adição de 10 % em peso de Co a uma matriz de pó de W promove o aumento da eficiência da operação de perfuração, em quartzito, em até 81%
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spelling Ferreira, Carlos RobertoAraújo, Fernando Gabriel da Silva2013-08-19T13:08:06Z2013-08-19T13:08:06Z2010FERREIRA, C. R. Produção de coroas por indução eletromagnética para sondagem em quartzito. 2010. 132 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2010.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3121Neste trabalho, são estudados os parâmetros de produção, as características estruturais e o desempenho de coroas de perfuração usadas em operações para sondagem geológica. As coroas produzidas consistiram de compósitos metal - diamante, com diferentes ligas infiltrantes e diamantes industriais, consolidados através de aquecimento por indução eletromagnética, em moldes de grafite. Os experimentos visam otimizar os parâmetros de produção de coroas por indução eletromagnética em diferentes formulações, para que possam alcançar altos desempenhos operacionais de durabilidade, eficiência e custos. Foram determinados os parâmetros eletromagnéticos, as condições de tempo e de temperatura, que produzem coroas com características adequadas às operações de perfuração para sondagem geológica em quartzito, em função das ligas metálicas utilizadas. Foram usadas, como constituintes das “matrizes” das coroas, misturas de ligas metálicas pulverizadas contendo W e Co. O material de cobertura utilizado foi composto por uma mistura de pós de W e Fe e os materiais infiltrantes foram uma liga contendo Cu, Zn e Sn e outra contendo Cu, Ag e Ni. A produção de coroas por indução eletromagnéticas permitiu reduzir o tempo total, para conformação, de 70 minutos, em fornos convencionais, para 3 a 5 minutos em fornos de indução. As coroas de perfuração infiltradas com a liga Cu-43Zn-1Sn apresentaram dureza superiores àquelas infiltradas com a liga Cu-39Ag-1Nie , de modo geral, as coroas obtidas com aquecimento por indução eletromagnética apresentaram valores de dureza pouco superiores àqueles medidos nas coroas de mesma composição, porém processadas por aquecimento em forno convencional, tipo mufla, de aquecimento resistivo. Os resultados dos testes de desgaste revelaram que a diminuição da granulometria dos pós de W, o aumento da porcentagem de Co em substituição à fração de W e o aquecimento por indução eletromagnética permitem obter matrizes metálicas, para produção de coroas de perfuração, de menor coeficiente de desgaste para o tribosistema com lama abrasiva de SiO 2 . Após teste de campo pode- se concluir que a adição de 10 % em peso de Co a uma matriz de pó de W promove o aumento da eficiência da operação de perfuração, em quartzito, em até 81%This paper aims to investigate the production parameters, structural characteristics and performance of bits used in drilling operations for geological survey. The bits produced consists of composite metal - diamond and infiltrating alloys with different industrial diamonds, bound by electromagnetic induction heating in graphite molds. The experiments aim to optimize the production parameters of bits by electromagnetic induction in different formulations, in order to achieve high operational performances of durability, efficiency and costs. It was determined electromagnetic parameters, conditions of time and temperature that produce bits with appropriate characteristics to drilling operations for geological survey in quartzite, depending on the metal alloys used. As a constituent of the "matrix" of bits, mixtures of powdered metal alloys containing W and Co were used. The covering material used was composed of a powder mixture of W and Fe and the infiltrating materials were an alloy containing Cu, Zn and Sn and another one containing Cu, Ag and Ni. The production of electromagnetic induction bits reduced the total time for conformation from 70 minutes in conventional oven to 3-5 minutes in induction furnaces. Bits drilling infiltrated with Cu-43Zn-1SN showed hardness higher than those infiltrated with Cu-39Ag-1Ni. Generally, bits obtained by heat generated by electromagnetic induction showed hardness values little higher than those measured in bits with same composition but processed by heating in a muffle oven conventional type of resistive heating. The results of wear tests revealed that the decrease in particle size of powders of W, the percentage increase of Co substituting the fraction of W and the electromagnetic induction heating made it possible to obtain metallic matrix for production of drilling bits, lower wear coefficient to tribosystem with abrasive slurry of SiO 2 . After field test one can conclude that the addition of 10 wt % Co powder in a matrix of W promotes an increase in the efficiency of the quartzite drilling operation up to 81%Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.Materiais compósitosIndução eletromagnéticaSondagem geológicaProdução de coroas por indução eletromagnética para sondagem em quartzito.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82636http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/3121/2/license.txtc2ffdd99e58acf69202dff00d361f23aMD52ORIGINALTESE_ProduçãoCoroaIndução.pdfTESE_ProduçãoCoroaIndução.pdfapplication/pdf3325646http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/3121/1/TESE_Produ%c3%a7%c3%a3oCoroaIndu%c3%a7%c3%a3o.pdf505399f34fce071dcf0e54d12f3b7f49MD51123456789/31212019-04-23 13:02:37.11oai:localhost: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332019-04-23T17:02:37Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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