Avaliação de ferramentas de corte texturizadas revestidas e preenchidas com nanotubos de carbono

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Data

2022-12-16

Autores

Luizete, Claiton Eduardo

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Grande parte dos esforços para evolução dos processos de usinagem tem focado em novos materiais para ferramentas de corte e revestimentos, bem como técnicas eficientes para aplicação de fluido de corte. No entanto, a texturização de micro e nano-geometrias na superfície de saída das ferramentas tem-se mostrado uma importante alternativa para melhorar o desempenho da usinagem. Para o corte a seco, a redução da área de contato entre cavaco e ferramenta permite menor interação entre as partes, reduzindo as temperaturas e adesão, com consequente aumento da vida da ferramenta de corte. Ademais as geometrias texturizadas permitem maior alcance e retenção do fluido de corte, quando aplicado, aumentando a eficiência na troca térmica. Trabalhos recentes têm proposto a inserção de materiais com características lubrificante no interior das texturas e, mais recentemente, a introdução de materiais com alta condutividade térmica. Este trabalho tem como objetivo avançar no desenvolvimento de ferramentas de corte texturizadas preenchidas com nanotubos de carbono, porém aplicando revestimento de TiAlN antes do preenchimento das micro ranhuras com nanotubos de carbono. Foram empregadas ferramentas de corte de metal duro, texturizadas por meio de laser, e posteriormente revestidas de TiAlN pelo processo de PVD. O torneamento em aço em aço ABNT 1045 foi aplicado para avaliar condições de vida e desgaste da ferramenta de corte, força de usinagem, temperatura na ferramenta de corte, atrito na interface cavaco/ferramenta e adesão de material da peça na ferramenta de corte sob velocidade de corte de 150 m/min em condições a seco, com fluido de corte e a seco com nanotubos de carbono. Como principal resultado foi verificado que houve proximidade na vida da ferramenta, dada em volume de material removido, entre a condição com nanotubos de carbono e texturas sob fluido de corte.
Much of the efforts to evolve machining processes have focused on new materials for cutting tools and coatings, as well as efficient techniques for applying cutting fluid. However, texturing micro and nanogeometries on the rake face of tools has been shown to be an important alternative to improve machining performance. For dry cutting, reducing the contact area between chip and tool allows for less interaction between the parts, reducing temperatures and adhesion, with a consequent increase in the life of the cut ting tool. In addition, the textured geometries allow greater reach and retention of the cutting fluid, when applied, increasing the efficiency of the thermal exchange. Recent works have proposed the insertion of materials with lubricant characteristics in side the textures and, more recently, the introduction of materials with high thermal conductivity. This work aims to advance in the development of textured cutting tools filled with carbon nanotubes, but applying TiAlN coating before filling the micro gro oves with carbon nanotubes. Carbide cutting tools were used, textured using a laser, and subsequently coated with TiAlN using the PVD process. ABNT 1045 steel turning in steel was applied to evaluate life and wear conditions of the cutting tool, machining force, temperature in the cutting tool, friction in the chip/tool interface and adhesion of the workpiece material in the cutting tool under speed cutting speed of 150 m/min in dry conditions, with cutting fluid and dry conditions with carbon nanotubes. As a main result, it was verified that there was proximity in tool life, given in volume of material removed, between the condition with carbon nanotubes and textures under cutting fluid

Descrição

Palavras-chave

Ferramenta de corte texturizada, Revestimento, Nanotubos de carbono, Torneamento, Textured cutting tool, Coating, Carbon nanotubes, Turning

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