Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQL

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ziberov, Maksym
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26746
http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.772
Resumo: Titanium alloys have an excellent combination of strength and toughness, low density, high resistance to corrosion and oxidation, besides being non-toxic and biocompatible. These characteristics make them a widely used alternative for the bioengineering field. Ti-6Al-4V titanium alloy is the most used in the market, accounting for about 50% of the total titanium applications. The objective of this work is to study the performance of micro tools 152.4 μm in diameter with different coatings for micromilling of this alloy, as well as the effects of applying minimum quantity of lubrication. Was analyzed the wear, the mechanisms of wear and damage of the micro tool, the formation of burrs, and quantitative and qualitative aspects of the machined surface, such as roughness and scanning electron microscopy, respectively. The results show that the DLC coating has a great effect on the life of the micro tool and the burrs formed. The application of cutting fluid has an effect on the quality of the machined parts, both in terms of qualitative improvement of the surface and in terms of roughness. The dimensions of the burrs formed depend on the cutting conditions, and may have relative dimensions much larger than those of macromilling. Cutting edge rounding, tip wear, and flank wear are the predominant types in microtools. The best performance was that of the DLC coated micro tool under dry conditions, presenting an increase of 640% and 267% when compared to the TiAlN coated microtool and the uncoated microtool, respectively. This is due to the excellent properties of the DLC coating. Dry micromachining showed better results in terms of microtool life and burr height. In dry micromachining with the parameters used in this work, built up edge phenomenon appears for all micro tools, this phenomenon protects wedge against accelerated wear. Due to the low cutting speeds inherent to the process and the small diameter of the micro tool, the built up edge has a great effect on the life of the micromilling.
id UFU_7862f1f92d3610a2b74f9c84abf43705
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/26746
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQLMicromilling of Ti-6Al-4V alloy with micro tools with different coatings and MQL applicationМікрофрезування сплаву Ti-6Al-4V мікроінструментами з різними покриттями та застосуванням лубриканту з мінімальним вмістомMicrofresamentoTi-6Al-4VDLCTiAlNMQLAresta Postiça de CorteMicromillingBuilt Up EdgeМікрофрезуванняМКЗНарістCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICATitanium alloys have an excellent combination of strength and toughness, low density, high resistance to corrosion and oxidation, besides being non-toxic and biocompatible. These characteristics make them a widely used alternative for the bioengineering field. Ti-6Al-4V titanium alloy is the most used in the market, accounting for about 50% of the total titanium applications. The objective of this work is to study the performance of micro tools 152.4 μm in diameter with different coatings for micromilling of this alloy, as well as the effects of applying minimum quantity of lubrication. Was analyzed the wear, the mechanisms of wear and damage of the micro tool, the formation of burrs, and quantitative and qualitative aspects of the machined surface, such as roughness and scanning electron microscopy, respectively. The results show that the DLC coating has a great effect on the life of the micro tool and the burrs formed. The application of cutting fluid has an effect on the quality of the machined parts, both in terms of qualitative improvement of the surface and in terms of roughness. The dimensions of the burrs formed depend on the cutting conditions, and may have relative dimensions much larger than those of macromilling. Cutting edge rounding, tip wear, and flank wear are the predominant types in microtools. The best performance was that of the DLC coated micro tool under dry conditions, presenting an increase of 640% and 267% when compared to the TiAlN coated microtool and the uncoated microtool, respectively. This is due to the excellent properties of the DLC coating. Dry micromachining showed better results in terms of microtool life and burr height. In dry micromachining with the parameters used in this work, built up edge phenomenon appears for all micro tools, this phenomenon protects wedge against accelerated wear. Due to the low cutting speeds inherent to the process and the small diameter of the micro tool, the built up edge has a great effect on the life of the micromilling.Титанові сплави мають наступні властивості – поєднання міцності і ударної в'язкості, низьку щільність, високу стійкість до корозії і окислення, а також нетоксичні і біосумісні, ці характеристики роблять їх широко використовуваними в області біоінженерії. Сплав Ti-6Al-4V є найбільш використовуваним у світовій промисловості (близько 50% застосування). Метою даної роботи є дослідження характеристик мікроінструменту діаметром 152,4 мкм з різними покриттями під час мікрофрезування сплаву Ti-6Al-4V, а також впливу (або результату) застосуванням техніки мінімальної кількості змащення (МКЗ). Проаналізовано зношення мікрофрези, механізмів зносу і пошкодження мікроінструмента, формування задирок, а також аспекти (властивості) оброблюваної поверхні, такі як шорсткість поверхні. Результати показують, що покриття має великий вплив на термін експлуатації мікроінструменту та зменшує утворення задирок. Застосування лубриканту в мінімальній кількості впливає на якість поверхні деталей, що обробляються, як з точки зору візуального поліпшення поверхні, так і з точки зору зменшення шорсткості. Розміри утворених задирок залежать від умов різання, і можуть мати відносно великі розміри, значно більші, ніж при макрооброці деталей. Найчастіший тип зношення в мікроінструментах – це округлення ріжучих країв, знос наконечників та знос флангу. Найбільша продуктивність встановлена для мікроінструменту з алмазоподібним покриттям (DLC) без змащування, демонструючи збільшення на 640% і 267% у порівнянні з покриттям TiAlN і мікроінструменту без покриття. Це пов'язано з властивостями покриття, низьким коефіцієнтом тертя, високою твердістю і високою термічною стійкістю. Загальне порівняння мікрофрезування мікроканалів без застосування лубриканту показало кращі результати з точки зору тривалості життя мікрофрези та висоти задирок. В сухій мікрообробці феномен наросту з'являється у всіх мікроінструментах, це явище зумовлює захист ріжучого краю від прискореного зношення. Завдяки низькій швидкості обробки і малого діаметра мікроінструменту, феномен наросту має великий вплив на тривалість життя мікрофрези.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorUFU - Universidade Federal de UberlândiaTese (Doutorado)As ligas de titânio apresentam uma excelente combinação de resistência e tenacidade, baixa densidade, elevada resistência à corrosão e à oxidação, além de não serem tóxicas e serem biocompatíveis. Estas características as tornam uma alternativa amplamente utilizada na área de bioengenharia. A liga Ti-6Al-4V é a mais utilizada no mercado, representando cerca de 50% das aplicações. O objetivo deste trabalho é estudar o desempenho de microfresas de 152,4 μm de diâmetro com diferentes revestimentos para o microfresamento desta liga, bem como os efeitos da aplicação de mínima quantidade de lubrificação. O desempenho das microferramentas foi avaliado a partir do desgaste, dos mecanismos de desgaste e avarias da microferramenta, da formação de rebarbas, de aspectos quantitativos e qualitativos a superfície usinada incluindo a rugosidade e da análise visual utilizando microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que o revestimento de DLC tem uma grande influência na vida da microferramenta e nas rebarbas formadas. A aplicação de fluido de corte tem efeito na qualidade das peças usinadas, tanto em termos de melhoria qualitativa da superfície, quanto em termos de rugosidade. As dimensões das rebarbas formadas dependem das condições de corte, podendo ter dimensões relativas muito maiores do que as da macrousinagem. O arredondamento do raio de aresta e o desgaste de flanco são os tipos de desgaste predominantes nas microferramentas. O melhor desempenho foi obtido pela microferramenta revestida de DLC nas condições a seco, apresentando aumento de 640% e 267% quando comparado à microferramenta revestida de TiAlN e à sem revestimento, respectivamente. Isto ocorreu devido às excelentes propriedades do revestimento DLC. De forma geral, o microfresamento a seco apresentou melhores resultados em termos de aumento da vida das microferramentas e redução da altura das rebarbas. Na microusinagem a seco, com os parâmetros utilizados neste trabalho, aparece o fenômeno da APC para todas as microferramentas. Este fenômeno protege a cunha cortante contra desgaste acelerado. Em função das baixas velocidades de corte inerentes ao processo e do pequeno diâmetro da microferramenta, a APC tem efeito positivo na vida da microfresa.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaHung, Wayne Nguyen PSilva, Marcio Bacci dahttp://lattes.cnpq.br/9291398329256011Fiocchi, Arthur Alveshttp://lattes.cnpq.br/3822377177295931Arencibia, Rosenda Valdéshttp://lattes.cnpq.br/5680475427208141Câmara, Marcelo Araújohttp://lattes.cnpq.br/9784191929558104Diniz, Anselmo Eduardohttp://lattes.cnpq.br/0900117595355390Ziberov, Maksym2019-08-22T20:10:55Z2019-08-22T20:10:55Z2018-04-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfZIBEROV, Maksym. Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQL. 2018. 121 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.772https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26746http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.772porhttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2020-01-08T17:27:40Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/26746Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2020-01-08T17:27:40Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQL
Micromilling of Ti-6Al-4V alloy with micro tools with different coatings and MQL application
Мікрофрезування сплаву Ti-6Al-4V мікроінструментами з різними покриттями та застосуванням лубриканту з мінімальним вмістом
title Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQL
spellingShingle Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQL
Ziberov, Maksym
Microfresamento
Ti-6Al-4V
DLC
TiAlN
MQL
Aresta Postiça de Corte
Micromilling
Built Up Edge
Мікрофрезування
МКЗ
Наріст
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
title_short Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQL
title_full Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQL
title_fullStr Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQL
title_full_unstemmed Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQL
title_sort Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQL
author Ziberov, Maksym
author_facet Ziberov, Maksym
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Hung, Wayne Nguyen P
Silva, Marcio Bacci da
http://lattes.cnpq.br/9291398329256011
Fiocchi, Arthur Alves
http://lattes.cnpq.br/3822377177295931
Arencibia, Rosenda Valdés
http://lattes.cnpq.br/5680475427208141
Câmara, Marcelo Araújo
http://lattes.cnpq.br/9784191929558104
Diniz, Anselmo Eduardo
http://lattes.cnpq.br/0900117595355390
dc.contributor.author.fl_str_mv Ziberov, Maksym
dc.subject.por.fl_str_mv Microfresamento
Ti-6Al-4V
DLC
TiAlN
MQL
Aresta Postiça de Corte
Micromilling
Built Up Edge
Мікрофрезування
МКЗ
Наріст
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
topic Microfresamento
Ti-6Al-4V
DLC
TiAlN
MQL
Aresta Postiça de Corte
Micromilling
Built Up Edge
Мікрофрезування
МКЗ
Наріст
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
description Titanium alloys have an excellent combination of strength and toughness, low density, high resistance to corrosion and oxidation, besides being non-toxic and biocompatible. These characteristics make them a widely used alternative for the bioengineering field. Ti-6Al-4V titanium alloy is the most used in the market, accounting for about 50% of the total titanium applications. The objective of this work is to study the performance of micro tools 152.4 μm in diameter with different coatings for micromilling of this alloy, as well as the effects of applying minimum quantity of lubrication. Was analyzed the wear, the mechanisms of wear and damage of the micro tool, the formation of burrs, and quantitative and qualitative aspects of the machined surface, such as roughness and scanning electron microscopy, respectively. The results show that the DLC coating has a great effect on the life of the micro tool and the burrs formed. The application of cutting fluid has an effect on the quality of the machined parts, both in terms of qualitative improvement of the surface and in terms of roughness. The dimensions of the burrs formed depend on the cutting conditions, and may have relative dimensions much larger than those of macromilling. Cutting edge rounding, tip wear, and flank wear are the predominant types in microtools. The best performance was that of the DLC coated micro tool under dry conditions, presenting an increase of 640% and 267% when compared to the TiAlN coated microtool and the uncoated microtool, respectively. This is due to the excellent properties of the DLC coating. Dry micromachining showed better results in terms of microtool life and burr height. In dry micromachining with the parameters used in this work, built up edge phenomenon appears for all micro tools, this phenomenon protects wedge against accelerated wear. Due to the low cutting speeds inherent to the process and the small diameter of the micro tool, the built up edge has a great effect on the life of the micromilling.
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018-04-23
2019-08-22T20:10:55Z
2019-08-22T20:10:55Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv ZIBEROV, Maksym. Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQL. 2018. 121 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.772
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26746
http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.772
identifier_str_mv ZIBEROV, Maksym. Microfresamento da liga Ti-6Al-4V com microferramentas com diferentes revestimentos e aplicação de MQL. 2018. 121 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.772
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26746
http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.772
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1805569687515299840