Aplicação de ferramenta cerâmica no torneamento do aço 52100 endurecido

Abstract

Nos processos de usinagem de aços endurecidos, conhecidos como Hard Turning, a eliminação da retificação é uma estratégia crucial para aumentar a produtividade e reduzir custos. Este estudo avalia o desempenho de uma ferramenta cerâmica, que apresenta boa resistência ao desgaste e alta dureza, características essenciais para usinar o aço ABNT 52100, amplamente utilizado na fabricação de rolamentos devido ao seu elevado teor de carbono e presença de elementos de liga que conferem alta dureza após o processo de têmpera. O objetivo principal é analisar como essa ferramenta cerâmica se comporta no torneamento do aço 52100 sem o uso de fluido de corte, considerando variáveis como rugosidade, desgaste da ferramenta, potência de usinagem, vibração, emissão acústica e características dos cavacos. Com um arranjo fatorial completo, foram utilizadas duas velocidades de corte (Vc) de 150 e 200 m/min e três valores de avanço (f) de 0,15, 0,2 e 0,25 mm/rot. Os resultados mostram que a velocidade de corte (Vc) tem a maior influência sobre a rugosidade, com um valor médio alcançado de aproximadamente 0,35, o que se aproxima dos níveis obtidos na retificação. Os dados também indicam que a ferramenta cerâmica desenvolvida, utilizada sem refrigeração, pode proporcionar rugosidades comparáveis às obtidas pelo processo de retificação.

In the machining processes of hardened steels, known as Hard Turning, the elimination of grinding is a crucial strategy to increase productivity and reduce costs. This study evaluates the performance of a ceramic tool, which exhibits good wear resistance and high hardness— essential characteristics for machining ABNT 52100 steel, widely used in the manufacture of bearings due to its high carbon content and the presence of alloying elements that confer high hardness after the hardening process. The main objective is to analyze how this ceramic tool performs in the turning of ABNT 52100 steel without the use of cutting fluid, considering variables such as roughness, tool wear, machining power, vibration, acoustic emission, and chip characteristics. Using a full factorial arrangement, two cutting speeds (Vc) of 150 and 200 m/min and three feed values (f) of 0.15, 0.2, and 0.25 mm/rev were employed. The results show that the cutting speed (Vc) has the greatest influence on roughness, with an average value achieved of approximately 0.35, which approaches the levels obtained in grinding. The data also indicate that the developed ceramic tool, used without cooling, can provide roughness comparable to that achieved through the grinding process.