Avaliação das propriedades de superfície na eletroerosão no aço AISI P20 e na liga de alumínio 7075-T6
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Data de Publicação: | 2022 |
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Resumo: | The present study proposes the evaluation of penetration EDM machining on productivity and surface integrity of AISI P20 steel and 7075-T6 aluminum alloy. This aluminum alloy stands out as a replacement for AISI P20 steel in the manufacture of injection molds for thermoplastics. For the study, specimens were machined in roughing, semi-finishing and finishing regimes. Analysis of variance (ANOVA) was used to analyze the effects of the factors and verify significant differences in surface roughness (Ra and Rz) and material removal rate (MRR). For the analysis of surface integrity, microscopy evaluations and microhardness tests were performed. The MRR and the roughness showed that the semi- finishing regime presented the best results, where it was obtained in the aluminum alloy, roughness close to that of steel with a marked increase in productivity. The extension of the thermally affected zone (TAZ), noticeable by the reduction of microhardness, and the thickness of the reformulated layer, increased with the severity of the regimes in the steel. In the aluminum alloy, the increase in the thickness of the reformulated layer is not visible with the change of regimes, and the TAZ of the three samples presented similar microhardness values, slightly lower than that of the base metal. Microscopy revealed different topographies between the materials, with superficial defects on a micrometric scale. Unlike steel, it was verified the absence of microcracks in the reformulated layer of aluminum alloy, this is an excellent finding for the useful life of the mold. Compared to AISI P20 steel, the AL7075-T6 alloy has shown promising results in terms of the use of electro-erosion machining in the manufacture of molds for thermoplastic injection. |
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Analysis of variance (ANOVA) was used to analyze the effects of the factors and verify significant differences in surface roughness (Ra and Rz) and material removal rate (MRR). For the analysis of surface integrity, microscopy evaluations and microhardness tests were performed. The MRR and the roughness showed that the semi- finishing regime presented the best results, where it was obtained in the aluminum alloy, roughness close to that of steel with a marked increase in productivity. The extension of the thermally affected zone (TAZ), noticeable by the reduction of microhardness, and the thickness of the reformulated layer, increased with the severity of the regimes in the steel. In the aluminum alloy, the increase in the thickness of the reformulated layer is not visible with the change of regimes, and the TAZ of the three samples presented similar microhardness values, slightly lower than that of the base metal. Microscopy revealed different topographies between the materials, with superficial defects on a micrometric scale. Unlike steel, it was verified the absence of microcracks in the reformulated layer of aluminum alloy, this is an excellent finding for the useful life of the mold. Compared to AISI P20 steel, the AL7075-T6 alloy has shown promising results in terms of the use of electro-erosion machining in the manufacture of molds for thermoplastic injection.O presente estudo propõe a avaliação da usinagem por eletroerosão por penetração na produtividade e na integridade superficial do aço AISI P20 e da liga de alumínio 7075-T6. Esta liga de alumínio se destaca com substituta ao aço AISI P20 na confecção de moldes de injeção para termoplásticos. Para o estudo foram usinados corpos de prova em regimes de desbaste, semiacabamento e acabamento. Utilizou-se a análise de variância (ANOVA) para analisar os efeitos dos fatores e verificação de diferenças significativas na rugosidade superficial (Ra e Rz) e na taxa de remoção de material (TRM). Para a análise da integridade superficial, foram realizadas avaliações de microscopia e ensaios de microdureza. A TRM e a rugosidade, demostraram que o regime de semiacabamento apresentou os melhores resultados, onde obteve-se na liga de alumínio, rugosidade próximas a do aço e com aumento acentuado de produtividade. A extensão da zona termicamente afetada (ZTA), perceptível pela redução da microdureza, e a espessura da camada reformulada, aumentaram com a severidade dos regimes no aço. Na liga de alumínio, o aumento da espessura da camada reformulada não ficou visível com a mudança dos regimes, e a ZTA das três amostras apresentaram valores de microdurezas semelhantes, levemente menores que do metal base. Microscopias revelaram topografias distintas entre os materiais, com defeitos superficiais em escala micrométrica. Diferentemente do aço, verificou-se a ausência de microfissuras na camada reformulada da liga de alumínio, esta é uma ótima constatação para a vida útil do molde. Em comparação ao aço AISI P20, a liga de alumínio 7075-T6 demostrou resultados promissores em termos de utilização da usinagem por eletroerosão na fabricação de moldes para injeção de termoplásticos.Submitted by Jucelei Domingues (jucelei@upf.br) on 2022-10-25T18:10:17Z No. of bitstreams: 1 2022ArturdaSilvaRossetto.pdf: 7686880 bytes, checksum: f34042cb91871c27a6d5f436b0306f57 (MD5)Made available in DSpace on 2022-10-25T18:10:17Z (GMT). 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