Torneamento do aço ABNT 52100 endurecido utilizando ferramentas experimentais cerâmicas Al2O3+Cr2O3 e Al2O3+MgO
| dc.contributor.advisor | Alves, Manoel Cléber de Sampaio [UNESP] | |
| dc.contributor.author | Rodrigues, Glaydson André Siqueira | |
| dc.contributor.institution | Universidade Estadual Paulista (Unesp) | |
| dc.date.accessioned | 2023-08-03T18:52:07Z | |
| dc.date.available | 2023-08-03T18:52:07Z | |
| dc.date.issued | 2023-03-06 | |
| dc.description.abstract | Nos processos de fabricação por usinagem de aços endurecidos, o principal objetivo é eliminar a etapa de retificação produzindo maior produtividade e importante redução de custos. A qualidade da usinagem desses materiais proporciona aumento da vida à fadiga da peça, porém, as ferramentas de corte sofrem degradação com consequente redução de vida. Entre os aços endurecidos, o aço ABNT 52100 é utilizado principalmente na produção de rolamentos devido ao elevado teor de carbono, além de outros elementos de ligas como o cromo. Os elementos de ligas utilizado promove elevada dureza, que após a têmpera pode chegar a 66 HRC. Este estudo tem como objetivo analisar a usinabilidade do aço ABNT 52100 endurecido pelo processo de torneamento sem a utilização de fluido de corte com duas ferramentas cerâmica, uma base de Al2O3+Cr2O3 e a segunda à base de Al2O3+MgO. Com o objetivo de analisar a usinabilidade do aço ABNT 52100 endurecido no processo de torneamento e a viabilidade das ferramentas de corte, foi verificado o comportamento das variáveis de saída do processo como rugosidade, desgaste, avarias das ferramentas, potência de usinagem, vibração, emissão acústica, tipo e formas de cavaco. Utilizando um arranjo fatorial completo onde foram utilizadas duas velocidades de corte Vc (120 e 160 m/min.), três profundidades de usinagem ap (0,75;1,0 e 1,25 mm) para as duas ferramentas cerâmicas usinando sem fluido de corte. Observou-se que com diferentes dopagens é possível obter diferentes resultados no comportamento das ferramentas em usinagem e que a profundidade de usinagem (ap) é o fator que mais influenciou nos resultados de rugosidade. Os resultados obtidos demonstram que é possível, em superfícies torneadas do Aço ABNT 52100 endurecido, atingir rugosidades compatíveis com o processo de retificação utilizando ferramentas cerâmicas experimentais sem refrigeração, sendo que a ferramenta dopada com óxido de magnésio proporcionou resultados mais promissores. | pt |
| dc.description.abstract | In the manufacturing processes by machining of hardened steels, the main objective is to eliminate the grinding step producing higher productivity and important cost reduction. The quality of the machining of these materials provides increased fatigue life of the workpiece, but the cutting tools suffer degradation with consequent reduction in life. Among hardened steels, ABNT 52100 steel is used mainly in the production of bearings due to its high carbon content, in addition to other alloying elements such as chromium. The alloying elements used promotes high hardness, which after hardening can reach 66 HRC. This study aims to analyze the machinability of ABNT 52100 steel hardened by turning process without the use of cutting fluid with two ceramic tools, one based on Al2O3+Cr2O3 and the second based on Al2O3+MgO. In order to analyze the machinability of hardened ABNT 52100 steel in the turning process and the feasibility of the cutting tools, the behavior of the process output variables such as roughness, wear, tool failures, machining power, vibration, acoustic emission, chip type and forms were verified. Using a full factorial arrangement where two cutting speeds Vc (120 and 160 m/min.), three machining depths ap (0.75;1.0 and 1.25 mm) were used for the two ceramic tools machining without cutting fluid. It was observed that with different doping it is possible to obtain different results in the behavior of the tools in machining and that the machining depth (ap) is the factor that most influenced the roughness results. The results obtained show that it is possible, on turned surfaces of hardened ABNT 52100 steel to achieve roughness compatible with the grinding process using experimental ceramic tools without cooling, and the tool doped with magnesium oxide provided more promising results. | en |
| dc.identifier.capes | 33004080027P6 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11449/250126 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Estadual Paulista (Unesp) | |
| dc.rights.accessRights | Acesso aberto | |
| dc.subject | Aços endurecidos | pt |
| dc.subject | Aplicações industriais | pt |
| dc.subject | Acabamento superficial | pt |
| dc.subject | Desgaste de flanco | pt |
| dc.subject | Hardened steels | en |
| dc.subject | Industrial applications | en |
| dc.subject | Surface finishing | en |
| dc.subject | Flank wear | pt |
| dc.title | Torneamento do aço ABNT 52100 endurecido utilizando ferramentas experimentais cerâmicas Al2O3+Cr2O3 e Al2O3+MgO | pt |
| dc.title.alternative | Turning of hardened ABNT 52100 steel using experimental Al2O3+Cr2O3 and Al2O3+MgO ceramic tools | en |
| dc.type | Dissertação de mestrado | |
| dcterms.impact | O presente trabalho é um iniciativa para o desenvolvimento e aplicação de ferramentas cerâmicas nacionais, desenvolvidas em laboratórios da universidade, para a usinagem de aços endurecidos cujo mercado é dominado por empresas estrangeiras, além de buscar propor alternativas em relação às ferramentas de nitreto cúbico de boro (CBN) que são normalmente aplicadas nestes materiais. As ferramentas desenvolvidas e testadas apresentam dopagens e composição que permitiram serem usadas com ferramentas de corte em altas velocidades e usinando o aço ABNT 52100 (SAE 52100) temperado, com dureza superior à 60 HRc, no processo de torneamento. A usinagem de materiais endurecidos (Hard machining) já é uma realidade na indústria nacional sendo usada na fabricação de rolamentos, eixos, tubos e engrenagens, sendo aplicada na usinagem de acabamento visando a eliminação da etapa de retificação. Rugosidades médias (Ra) de 0,2 µm podem ser obtidas no hard machining, porém o grande problema deste tipo de operação é o rápido desgaste da ferramenta e o pequeno tempo de vida. Assim, a utilização de cerâmicas é uma opção para a usinagem endurecida, no entanto sua alta dureza e baixa tenacidade exigem desenvolvimentos em termos de composição e geometria para que possam ser empregadas. Essas composições e geometrias utilizadas apresentam grande potencial para o setor industrial e econômico do país podendo vir a ser produzidas nacionalmente, gerando receitas, empregos, novas indústrias e barateando toda a cadeia produtiva de componentes que utilizam aços endurecidos. | pt |
| dcterms.impact | The present work is an initiative for the development and application of national ceramic tools, developed in university laboratories, for the machining of hardened steels whose market is dominated by foreign companies, in addition to seeking to propose alternatives in relation to the cubic boron nitride (CBN) tools that are normally applied in these materials. The tools developed and tested have doping and composition that allowed them to be used with cutting tools at high speeds and machining tempered ABNT 52100 steel (SAE 52100 steel), with a hardness greater than 60 HRc, in the hard turning process. Machining of hardened materials (Hard machining) is already a reality in national industry, being used in the manufacture of bearings, shafts, tubes and gears, being applied in finishing machining in order to eliminate the grinding process. Average roughness (Ra) of 0.2 µm can be obtained in hard machining, however the major problem of this type of operation is the rapid wear of the tool and the short lifetime. Thus, the use of ceramics is an option for hardened machining, however their high hardness and low tenacity require developments in terms of composition and geometry so that they can be used. These compositions and geometries used have great potential for the industrial and economic sector of the country and may be produced nationally, generating revenue, jobs, new industries and lowering the entire production chain of components that use hardened steel | en |
| unesp.campus | Universidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Engenharia, Guaratinguetá | pt |
| unesp.embargo | Online | pt |
| unesp.examinationboard.type | Banca pública | pt |
| unesp.graduateProgram | Engenharia Mecânica - FEG | pt |
| unesp.knowledgeArea | Materiais | pt |
| unesp.researchArea | Usinagem de materiais endurecidos | pt |
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