Aspectos da usinagem a seco com ferramenta cerâmica experimental (Al2O3+MgO) no aço inoxidável martensítico AISI 410 endurecido

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Data

2021-08-30

Autores

Paula, Marcelo Antunes de [UNESP]

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Os aços inoxidáveis são ligas especiais desenvolvidas para resistir à corrosão, possuem excelente resistência a oxidação e à deformação em elevadas temperaturas. O cromo é o elemento que confere resistência à corrosão. O aço inoxidável AISI 410 é utilizado em componentes de turbinas hidráulicas, tubulação para indústria química e petroquímica. Os avanços tecnológicos dos materiais interferem diretamente no desempenho das ferramentas de corte utilizadas no processo de usinagem. A usinagem a seco atende a normas e regulamentações ambientais por não utilizar fluidos de corte e pela segurança do operador. Essa ausência de fluidos de corte resulta em um maior desgaste, necessidade de desenvolvimento e melhoria das ferramentas de corte. As ferramentas cerâmicas são utilizadas na usinagem a seco porque possuem propriedades mecânicas e físicas que atendem a essa condição de usinagem. O objetivo é aplicação de ferramenta de corte cerâmica experimental de alumina dopada com óxido de magnésio no torneamento a seco do aço inoxidável martensítico AISI 410 endurecido. O Método de Taguchi foi utilizado com auxílio de uma matriz de experimentos L16, com 16 combinações diferentes, com as velocidades de corte (200-225-250-275-300-325-350-375 m/min), avanços (0,05 e 0,10 mm/rev) e profundidades de corte (0,25 e 0,50 mm). Para condição MENOR é melhor, os melhores resultados foram: VBmáx/lc na combinação (225-0,05-0,25) com 0,000307 mm/m, Ra na combinação (275-0,05-0,25) com 0,480 µm, Rt na combinação (325-0,10-0,25) com 4,195 µm, potência de usinagem na combinação (250-0,05-0,25) com 658,2 W, vibração na combinação (225-0,05-0,25) com 2,90 mm/s, emissão acústica na combinação (200-0,05-0,25) com 0,715 V. Ocorreram desgastes de abrasão, cratera, entalhe, adesão e quebra; os cavacos foram na forma emaranhados, arcos e fita helicoidal. No ensaio de vida 1 para combinação (225-0,05-0,25) o comprimento de corte usinado foi de aproximadamente 5000 m e Ra = 1,721 μm; no ensaio de vida 2 para combinação (200-0,10-0,50) foi de aproximadamente 2500 m e Ra = 2,708 μm.
Stainless steels are special alloys developed to resist corrosion, have excellent resistance to oxidation and deformation at high temperatures. Chromium is the element that provides resistance to corrosion. AISI 410 stainless steel is a component of hydraulic turbines, piping for the chemical and petrochemical industry. Technological advances in materials affect the performance of cutting tools used in the machining process. Dry machining complies with environmental standards and regulations for not using cutting fluids and for operator safety. This absence of cutting fluids results in increased wear need for development and improvement of cutting tools. Ceramic tools are used in dry machining because they have mechanical and physical properties that suit this type of machining. The objective is to apply an experimental ceramic alumina cutting tool doped with magnesium oxide in dry turning of hardened AISI 410 martensitic stainless steel. The Taguchi Method was used with the aid of an L16 experiment matrix, with 16 different combinations, with the cutting speed (200-225-250-275-300-325-350- 375 m.min-1 ), feed rate (0, 05, and 0.10 mm.rev-1 ), and depth of cut (0.25 and 0.50 mm). The best results were: VBmax/lc in condition (225-0.05-0.25) with 0.000307 mm/m, Ra in condition (275-0.05-0.25) with 0.480 µm, Rt in condition (325-0 .10-0.25) with 4.195 µm, machining power in condition (250-0.05-0.25) with 658.2 W, vibration in condition (225-0.05-0.25) with 2.90 mm/s and acoustic emission in condition (200-0.05-0.25) with 0.715 V. Occurred wear of abrasion, crater, notch, adhesion, and failure; the tangled chips, arcs, and helicoidal tape. In life test 1 in condition (225-0.05-0.25) cutting length was approximately 5000 m and Ra = 1.721 μm; in test life 2 in condition (200-0.10-0.50) was 2500 m and Rt = 2.708 μm

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Palavras-chave

Sustentabilidade, Desgaste, Projeto de Experimentos, Rugosidade, Alumina, Sustainability, Wear, Design of Experiments, Roughness, Usinagem, Ferramentas de corte

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