Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Felipe Marcato Alexandre da [UNESP]
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/139267
http://www.athena.biblioteca.unesp.br/exlibris/bd/capelo/2016-05-24/000865371.pdf
Resumo: Machining is one of the most commonly manufacturing processes used in the modern world, consuming millions of dollars annually. Because of this, it is crucial for the automotive industry to reduce costs on their heat-resistant alloy machining processes, such as compacted graphite iron (CGI), which has shown an increasing trend of its application in diesel engine blocks, brakes disks, among other applications, due to its superior mechanical properties to gray cast iron. Despite this advantage, its use is still limited due to its difficulty of machining, moreover, cutting tools are displayed as the main factor in increasing the machining cost. Seeking an alternative to a better machinability of CGI, this paper aims to study two types of ceramic tools developed in Brazil, and benchmark their performance by dry turning. For this, were used CGI class 450 and two tools: ceramic of silicon nitride (Si3N4) and alumina-based (Al2O3), with a cutting speed (Vc) of 300, 400 and 500 m / min; feed (f) of 0.2 mm / rev and depth of cut (ap) of 0.5 mm, using three replicates and starting with new cutting edges. The results showed that the Al2O3 tool had the best performance in Vc of 500 m / min, while the Si3N4 tool had the best results in Vc of 300 m / min. This can be explained by the tool of Si3N4 based include soft intergranular phase, called amorphous, while alumina has higher abrasion resistance due to its high refractoriness. The results make it clear that the tools have significant potential for machining of compacted graphite iron, being necessary a strict control of the cutting parameters used
id UNSP_7f661dbea4241aa176bcb6aaed55263f
oai_identifier_str oai:repositorio.unesp.br:11449/139267
network_acronym_str UNSP
network_name_str Repositório Institucional da UNESP
repository_id_str 2946
spelling Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicularUsinagemFerro fundidoFerramentas de corteCeramica (Tecnologia)MachiningMachining is one of the most commonly manufacturing processes used in the modern world, consuming millions of dollars annually. Because of this, it is crucial for the automotive industry to reduce costs on their heat-resistant alloy machining processes, such as compacted graphite iron (CGI), which has shown an increasing trend of its application in diesel engine blocks, brakes disks, among other applications, due to its superior mechanical properties to gray cast iron. Despite this advantage, its use is still limited due to its difficulty of machining, moreover, cutting tools are displayed as the main factor in increasing the machining cost. Seeking an alternative to a better machinability of CGI, this paper aims to study two types of ceramic tools developed in Brazil, and benchmark their performance by dry turning. For this, were used CGI class 450 and two tools: ceramic of silicon nitride (Si3N4) and alumina-based (Al2O3), with a cutting speed (Vc) of 300, 400 and 500 m / min; feed (f) of 0.2 mm / rev and depth of cut (ap) of 0.5 mm, using three replicates and starting with new cutting edges. The results showed that the Al2O3 tool had the best performance in Vc of 500 m / min, while the Si3N4 tool had the best results in Vc of 300 m / min. This can be explained by the tool of Si3N4 based include soft intergranular phase, called amorphous, while alumina has higher abrasion resistance due to its high refractoriness. The results make it clear that the tools have significant potential for machining of compacted graphite iron, being necessary a strict control of the cutting parameters usedA usinagem é um dos processos de fabricação mais utilizados no mundo moderno, consumindo milhões de dólares anualmente. Em função disto, é fundamental para as indústrias automotivas a redução dos custos em seus processos de usinagem de ligas resistentes ao calor, como é o caso do ferro fundido vermicular (CGI), que vem apresentando uma crescente evolução de sua aplicação em blocos de motor diesel, disco de freios, entre outras aplicações, por apresentar propriedades mecânicas superiores ao ferro fundido cinzento. Apesar desta superioridade, seu uso ainda é limitado devido à sua dificuldade de usinagem, além disso, as ferramentas de corte são apresentadas como principal fator no aumento do custo de usinagem. Buscando uma alternativa para uma melhor usinabilidade do CGI, este trabalho tem como objetivo o estudo de dois tipos de ferramentas cerâmicas desenvolvidas no Brasil, e avaliar comparativamente o desempenho através do torneamento a seco. Para isso, foi utilizado o ferro fundido vermicular da classe 450 e duas ferramentas: cerâmica a base de nitreto de silício (Si3N4) e uma a base de alumina (Al2O3), com velocidade de corte (Vc) de 300, 400 e 500 m/min; avanço (f) de 0,2mm/rot e profundidade de corte (ap) de 0,5mm, utilizando três replicas e iniciando com arestas de corte novas. Os resultados demonstraram que a ferramenta de Al2O3 apresentou melhor desempenho na Vc de 500m/min, enquanto que a ferramenta de Si3N4 obteve melhor resultado na Vc de 300m/min. Isso pode ser explicado em função da ferramenta a base de Si3N4 possui fase intergranular macia, denominada amorfa, enquanto que a alumina possui maior resistência a abrasão devido a sua alta refratariedade. Os resultados deixam claro que as ferramentas apresentam importante potencial para usinagem do ferro fundido vermicular, sendo necessário um controle rigoroso dos parâmetros de corte utilizadosUniversidade Estadual Paulista (Unesp)Souza, José Vitor Candido de [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Silva, Felipe Marcato Alexandre da [UNESP]2016-06-07T17:11:20Z2016-06-07T17:11:20Z2016-01-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis64 f.application/pdfSILVA, Felipe Marcato Alexandre da. Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular. 2015. 64 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado - Engenharia Mecânica) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, 2015.http://hdl.handle.net/11449/139267000865371http://www.athena.biblioteca.unesp.br/exlibris/bd/capelo/2016-05-24/000865371.pdfAlephreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESPporinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-07-02T19:09:54Zoai:repositorio.unesp.br:11449/139267Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-05T23:45:11.236759Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular
title Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular
spellingShingle Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular
Silva, Felipe Marcato Alexandre da [UNESP]
Usinagem
Ferro fundido
Ferramentas de corte
Ceramica (Tecnologia)
Machining
title_short Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular
title_full Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular
title_fullStr Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular
title_full_unstemmed Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular
title_sort Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular
author Silva, Felipe Marcato Alexandre da [UNESP]
author_facet Silva, Felipe Marcato Alexandre da [UNESP]
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Souza, José Vitor Candido de [UNESP]
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Felipe Marcato Alexandre da [UNESP]
dc.subject.por.fl_str_mv Usinagem
Ferro fundido
Ferramentas de corte
Ceramica (Tecnologia)
Machining
topic Usinagem
Ferro fundido
Ferramentas de corte
Ceramica (Tecnologia)
Machining
description Machining is one of the most commonly manufacturing processes used in the modern world, consuming millions of dollars annually. Because of this, it is crucial for the automotive industry to reduce costs on their heat-resistant alloy machining processes, such as compacted graphite iron (CGI), which has shown an increasing trend of its application in diesel engine blocks, brakes disks, among other applications, due to its superior mechanical properties to gray cast iron. Despite this advantage, its use is still limited due to its difficulty of machining, moreover, cutting tools are displayed as the main factor in increasing the machining cost. Seeking an alternative to a better machinability of CGI, this paper aims to study two types of ceramic tools developed in Brazil, and benchmark their performance by dry turning. For this, were used CGI class 450 and two tools: ceramic of silicon nitride (Si3N4) and alumina-based (Al2O3), with a cutting speed (Vc) of 300, 400 and 500 m / min; feed (f) of 0.2 mm / rev and depth of cut (ap) of 0.5 mm, using three replicates and starting with new cutting edges. The results showed that the Al2O3 tool had the best performance in Vc of 500 m / min, while the Si3N4 tool had the best results in Vc of 300 m / min. This can be explained by the tool of Si3N4 based include soft intergranular phase, called amorphous, while alumina has higher abrasion resistance due to its high refractoriness. The results make it clear that the tools have significant potential for machining of compacted graphite iron, being necessary a strict control of the cutting parameters used
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-06-07T17:11:20Z
2016-06-07T17:11:20Z
2016-01-15
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SILVA, Felipe Marcato Alexandre da. Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular. 2015. 64 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado - Engenharia Mecânica) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, 2015.
http://hdl.handle.net/11449/139267
000865371
http://www.athena.biblioteca.unesp.br/exlibris/bd/capelo/2016-05-24/000865371.pdf
identifier_str_mv SILVA, Felipe Marcato Alexandre da. Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular. 2015. 64 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado - Engenharia Mecânica) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, 2015.
000865371
url http://hdl.handle.net/11449/139267
http://www.athena.biblioteca.unesp.br/exlibris/bd/capelo/2016-05-24/000865371.pdf
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 64 f.
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.source.none.fl_str_mv Aleph
reponame:Repositório Institucional da UNESP
instname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
instname_str Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron_str UNESP
institution UNESP
reponame_str Repositório Institucional da UNESP
collection Repositório Institucional da UNESP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808129548740460544