Efeitos da variação da velocidade de corte na qualidade de superfícies em aços autolubrificantes sinterizados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Builes, Sara Díaz
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/244487
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2022.
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spelling Efeitos da variação da velocidade de corte na qualidade de superfícies em aços autolubrificantes sinterizadosEngenharia mecânicaTorneamentoMateriais compostosTribologiaLubrificação e lubrificantesDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2022.Quando analisada a eficiência operacional de sistemas mecânicos com contatos deslizantes, uma das razões dos altos consumos energéticos é a deficiência funcional em relação à perda de energia por fenômenos de atrito e desgaste. Nesse sentido, ao longo dos últimos anos, estão sendo procuradas soluções relacionadas com o desenvolvimento de novos materiais e/ou propriedades da superfície que permitam melhorar as condições de contato das superfícies em movimento relativo. Entre as pesquisas relacionadas com essa problemática, encontram-se os compósitos autolubrificantes sinterizados. Estes apresentam-se como uma boa solução para aplicações onde a lubrificação líquida não consegue ter boa performance, ou mesmo, para a redução de fatores poluentes como óleos e graxas. Logo, na fabricação de componentes mecânicos produzidos a partir de compósitos autolubrificantes sinterizados, procuram-se estratégias de usinagem para atingir tolerâncias dimensionais e propriedades da superfície que cumpram com a funcionalidade desejada. Com isto, o estudo sobre a influência do emprego de altas velocidades de corte na obtenção de propriedades da superfície com funcionalidade tribológica se apresenta como uma das estratégias. A partir de testes de torneamento utilizando alta velocidade de corte, observou-se que com a menor e a maior velocidade de corte testada (350 e 850 m/min) foram obtidas maiores porcentagens de porosidade e estoques de lubrificante sólido dispostos na superfície. Entretanto, quando comparadas com a superfície sinterizada, verificou-se uma redução aproximada de 70% e 80%, respectivamente. Contudo, em relação à textura obtida sob o uso de maiores velocidades de corte é verificada melhoria da qualidade da superfície. A partir do teste tribológico de desgaste, observou-se que todas as superfícies torneadas e a simples sinterizada apresentaram um coeficiente de atrito dentro do valor estabelecido para o filme lubrificante (µ=0,2). Apesar da obtenção de bons resultados respeito ao coeficiente de atrito em todas as superfícies, os resultados de desgaste apresentaram maior variação. Para as superfícies torneadas com velocidade de corte de 450, 550, 650 e 750 m/min, verificou-se um aumento no desgaste de aproximadamente 62 vezes quando comparadas com o material só sinterizado. Já para as superfícies torneadas com as velocidades de corte de 350 e 850 m/min o aumento do desgaste foi de aproximadamente 10 e 7 vezes, respectivamente. Quando atingidos desgastes menores do que 4x10-6 mm3.N-1.m-1, nas superfícies torneadas, a morfologia da pista de desgaste caracterizou-se por apresentar desgaste só nos picos da rugosidade e presença de tribocamada composta por elementos da matriz, lubrificante sólido e óxidos.Abstract: When analyzing the operational efficiency of mechanical systems with sliding contacts, one of the reasons for the high energy consumption is the functional deficiency in relation to energy loss due to friction and wear phenomena. In this sense, over the last few years, solutions related to the development of new materials and/or surface properties that allow improving the contact conditions of surfaces in relative motion have been sought. Among the researches related to this problem, there are sintered self-lubricating composites. These are presented as a good solution for applications where liquid lubrication cannot perform well, or even for the reduction of polluting factors such as oils and greases. Therefore, in the manufacture of mechanical components produced from sintered self-lubricating composites, machining strategies are sought to achieve dimensional tolerances and surface properties that meet the desired functionality. With this, the study on the influence of the use of high cutting speeds in obtaining surface properties with tribological functionality is presented as one of the strategies. From turning tests using high cutting speed, it was observed that with the lowest and highest cutting speed tested (350 and 850 m/min) higher percentages of porosity and stocks of solid lubricant were obtained on the surface. However, when compared with the sintered surface, there was an approximate reduction of 70% and 80%, respectively. However, in relation to the texture obtained using higher cutting speeds, there is an improvement in the surface quality. From the tribological wear test, it was observed that all the turned surfaces and the simple sintered one presented a friction coefficient within the established value for the lubricating film (µ=0.2). Despite obtaining good results regarding the coefficient of friction on all surfaces, the wear results showed greater variation. For the turned surfaces with cutting speeds of 450, 550, 650 and 750 m/min, there was an increase in wear of approximately 62 times when compared to the material only sintered. For turned surfaces with cutting speeds of 350 and 850 m/min, the wear increase was approximately 10 and 7 times, respectively. When wears smaller than 4x10-6 mm3.N-1.m-1 were reached on the turned surfaces, the morphology of the wear track was characterized by showing wear only at the peaks of roughness and the presence of a tribolayer composed of matrix elements, solid lubricant and oxides.Schroeter, Rolf BertrandEbersbach, Felipe GustavoUniversidade Federal de Santa CatarinaBuiles, Sara Díaz2023-02-15T23:09:58Z2023-02-15T23:09:58Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis168 p.| il., gráfs.application/pdf380344https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/244487porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-02-15T23:09:58Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/244487Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732023-02-15T23:09:58Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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