Estudo do desempenho de nanolubrificantes no torneamento do aço-ferramenta AISI D6 temperado e revenido

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Carvalho, Éric Ramalho Ferreira de
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31669
Resumo: Os fluidos de corte à base de óleo mineral são largamente utilizados nos processos de usinagem devido às suas propriedades lubrirrefrigerantes. A utilização desses fluidos, embora bastante vantajosa ao processo, vem sendo questionada devido à presença de substâncias tóxicas em sua composição que causam danos ao meio ambiente e à saúde do trabalhador. Nesse contexto, este trabalho tem como principal objetivo avaliar e comparar o desempenho de três nanolubrificantes de base vegetal (óleo de soja epoxidado) com adição diferentes nanopartículas (CuO, aC:H e CuO + aC:H), aplicados por MQL no torneamento do aço-ferramenta AISI D6 temperado e revenido. Para isso, foram realizados testes de faceamento com parâmetros de corte constantes (vc = 100 m/min, ap = 0,3 mm e f = 0,1 mm/rot.) com insertos sólidos de PCBN. Para fins de comparação, foram realizados testes com uma emulsão de óleo mineral aplicada por jorro e com o óleo vegetal puro (sem adição de nanopartículas) aplicado por MQL. Investigou-se a rugosidade média (Ra) da superfície usinada, o desgaste de flanco e os mecanismos de desgaste das arestas de corte, a forma e aparência dos cavacos. O nanofluido de aC:H e o híbrido (CuO + aC:H), proporcionaram uma vida da aresta superior quando comparado a condição a seco, bem como cavacos com maior grau de recalque, o que indica menores esforços para a formação do cavaco. Entretanto, o nanofluido de CuO não apresentou diferença significativa em relação às outras condições nesse critério de avaliação. Do ponto de vista da rugosidade, a condição jorro foi a que apresentou os menores valores, as condições MQL apresentaram valores menores do que os obtidos com a usinagem a seco, mas sem diferença significativa entre elas.
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A utilização desses fluidos, embora bastante vantajosa ao processo, vem sendo questionada devido à presença de substâncias tóxicas em sua composição que causam danos ao meio ambiente e à saúde do trabalhador. Nesse contexto, este trabalho tem como principal objetivo avaliar e comparar o desempenho de três nanolubrificantes de base vegetal (óleo de soja epoxidado) com adição diferentes nanopartículas (CuO, aC:H e CuO + aC:H), aplicados por MQL no torneamento do aço-ferramenta AISI D6 temperado e revenido. Para isso, foram realizados testes de faceamento com parâmetros de corte constantes (vc = 100 m/min, ap = 0,3 mm e f = 0,1 mm/rot.) com insertos sólidos de PCBN. Para fins de comparação, foram realizados testes com uma emulsão de óleo mineral aplicada por jorro e com o óleo vegetal puro (sem adição de nanopartículas) aplicado por MQL. Investigou-se a rugosidade média (Ra) da superfície usinada, o desgaste de flanco e os mecanismos de desgaste das arestas de corte, a forma e aparência dos cavacos. O nanofluido de aC:H e o híbrido (CuO + aC:H), proporcionaram uma vida da aresta superior quando comparado a condição a seco, bem como cavacos com maior grau de recalque, o que indica menores esforços para a formação do cavaco. Entretanto, o nanofluido de CuO não apresentou diferença significativa em relação às outras condições nesse critério de avaliação. Do ponto de vista da rugosidade, a condição jorro foi a que apresentou os menores valores, as condições MQL apresentaram valores menores do que os obtidos com a usinagem a seco, mas sem diferença significativa entre elas.Emulsions based on mineral oil are widely used in machining processes because their appropriate lubri-cooling properties. Nevertheless, the use of these cutting fluids has been questioned because they can cause damage to the environment and the workers’ health. This issue has motivated the emergence of regulating laws to limit the use them. In this context, this work aimed at evaluating and comparting the performance of three different vegetable-based nanolubricants (epoxidized soybean oil) with the addition of three different nanoparticles (CuO, aC:H and CuO + aC: H), applied to the hard turning of quenched and tempered AISI D6 tool steel using MQL technique. Thus, turning tests at constant cutting parameters (vc = 100 m/min, ap = 0.3 mm and f = 0.1 mm/rot.) with solid PCBN cutting tools were performed. For comparison, turning tests under wet machining (using an oil-based emulsion) and assisted by a vegetable oil (without any nanoparticles) applied under MQL were also performed. The workpiece surface average roughness (Ra), the tool flank wear and wear mechanisms and the morphology of the chips were the output parameters. The aC:H and the hybrid (CuO + aC:H) nanofluids provided longer cutting tool life and higher chip thickness ratio as compared to the dry machining, which may indicate lower cutting forces during chip formation. However, the CuO nanofluid did not provide major difference in relation to the other lubri-cooling conditions in this evaluation criterion. With regard to the average roughness, the wet machining provided the lowest values, the MQL conditions gave lower values as compared with the dry machining, but without significant difference between them.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICAUFRNBrasilTorneamento duroAço-ferramenta AISI D6NanolubrificantesMQLEstudo do desempenho de nanolubrificantes no torneamento do aço-ferramenta AISI D6 temperado e revenidoStudy of nanolubricants performance in the turning of AISI D6 tool steelinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNTEXTEstudodesempenhonanolubrificantes_Carvalho_2020.pdf.txtEstudodesempenhonanolubrificantes_Carvalho_2020.pdf.txtExtracted texttext/plain171369https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/31669/2/Estudodesempenhonanolubrificantes_Carvalho_2020.pdf.txt59db7445a3ec8d7f76fb60cb23a86653MD52THUMBNAILEstudodesempenhonanolubrificantes_Carvalho_2020.pdf.jpgEstudodesempenhonanolubrificantes_Carvalho_2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1363https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/31669/3/Estudodesempenhonanolubrificantes_Carvalho_2020.pdf.jpgd5331123141ea82e15cf79425f25b768MD53ORIGINALEstudodesempenhonanolubrificantes_Carvalho_2020.pdfapplication/pdf4666233https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/31669/1/Estudodesempenhonanolubrificantes_Carvalho_2020.pdfd11f06caf1a3d88ca0fe46fe800d564bMD51123456789/316692021-03-07 05:50:04.968oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/31669Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2021-03-07T08:50:04Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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