Usinabilidade do aço AISI 4340, no processo de torneamento com ferramenta de metal duro revestido por CVD e PVD

Abstract

The search for alternatives to optimize machining processes is a reality in the metalworking industry, in order to reduce costs, increase productivity and reduce environmental problems. Among these alternatives are the use of dry machining, the development and improvement of materials for cutting tools and their coating, in order to eliminate the grinding process. The AISI 4340 steel has great industrial use in mechanical components, called for dynamic efforts, in the automobile industry, aeronautics, among others. Based on this, the objective of this work was the dry turning of the AISI 4340 steel in different metallurgical conditions, annealed and hardened (tempered and quenched) using a CVD (Chemical Vapor Deposition) and PVD (Physical Vapor Deposition). Thus verifying the behavior of the output variables: Roughness (Ra and Rt), Power consumption, Vibration and Acoustic emission, as a function of the variation of the cutting speed and feed rate. The wear of the tools and the types and shapes of the chips produced were also analyzed. The results obtained with this work indicate that the use of coated carbide tools are an excellent option for cost-effective machining processes. It should be noted that selecting the most suitable tool for each type of material, such as for machining the annealed material, it is advisable to use the tool coated by the PVD process and for the machining of the hardened material it is advisable to use the tool covered by the CVD process. And also the smaller advance was fundamental for a less wear of the tool

A busca por alternativas de otimização dos processos de fabricação por usinagem é uma realidade na indústria metal mecânica, visando assim diminuir custos, aumentar produtividade e reduzir problemas ambientais. Dentre essas alternativas destacam-se a utilização da usinagem a seco, o desenvolvimento e aperfeiçoamento de materiais para ferramentas de corte e do revestimento das mesmas, com o intuito de eliminar o processo de retificação. O aço AISI 4340 tem grande uso industrial em componentes mecânicos, solicitados a esforços dinâmicos, na indústria automobilística, aeronáutica, entre outras. Com base nisto, neste trabalho foi analisado e teve como objetivo o torneamento a seco do aço AISI 4340, em diferentes condições metalúrgicas, recozido e endurecido (temperado e revenido), utilizando ferramenta de metal duro revestidas pelos processos CVD (Chemical Vapour Deposition) e PVD (Physical Vapour Deposition). Verificando assim o comportamento das variáveis de saída: Rugosidade (Ra e Rt), Potência consumida, Vibração e Emissão acústica, em função da variação da velocidade de corte e avanço. Analisou-se ainda o desgaste das ferramentas e os tipos e as formas dos cavacos produzidos. Os resultados obtidos com esse trabalho nos indicam que o uso de ferramentas de metal duro recobertas são uma ótima opção visando o custo-benefício em um processo de usinagem. Deve-se salientar a observação de se selecionar a ferramenta mais adequada para cada tipo de material, como por exemplo para a usinagem do material recozido é aconselhável a utilização da ferramenta revestida pelo processo PVD e para a usinagem do material endurecido é aconselhável a utilização da ferramenta recoberta pelo processo CVD. E também o menor avanço foi fundamental para um menor desgaste da ferramenta