Influência da texturização no desgaste do aço rápido no torneamento
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Data
2024-03-12
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Em vista do acelerado desenvolvimento econômico e crescente demanda e competitividade no mercado, tem-se, cada vez mais, a necessidade de ferramentas mais resistentes ao desgaste e que tenham uma vida e eficiência em serviço mais elevada a fim de reduzir os custos de produção e aumentar a produtividade. Nesse sentido, o desenvolvimento e aplicação de superfícies texturizadas em ferramentas de corte, isto é, a alteração da topografia da superfície de determinado material a partir da formação de cavidades, em escala macro, micro ou nano, aumentando a resistência ao desgaste do componente a partir da melhoria da lubrificação da superfície, aumento da molhabilidade, variação da condutividade térmica, diminuição do coeficiente de atrito, dentre outros fatores, consiste em uma das opções mais viáveis atualmente aplicadas. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência da texturização a laser na vida de uma ferramenta de aço rápido. Corpos de prova de Aço SAE 1020 foram usinados em um torno universal utilizando uma ferramenta de aço rápido com e sem textura, adotando-se uma velocidade de corte 𝑉𝑐 de 44 m/min, avanço 𝑓 de 0,3 mm/rotação e profundidade de corte 𝑎𝑝 de 0,5 mm. Ao longo de cada etapa de usinagem (a cada 10 mm usinados do corpo de prova) os desgastes de flanco e cratera foram avaliados, por meio da medição da área da vista frontal destes desgastes, utilizando-se um estereoscópio. O bit de aço rápido texturizado apresentou maior resistência ao desgaste de flanco e cratera em relação ao bit de aço rápido não texturizado, demonstrando o potencial da texturização a laser no aumento do desempenho de ferramentas e componentes sujeitos ao desgaste abrasivo. Para o bit de aço rápido não texturizado, no comprimento usinado acumulado 𝐿𝑢 de 180 mm, encontrou-se um desgaste de flanco máximo 𝑉𝑏𝑚𝑎𝑥 de 1,5 mm e uma área de cratera 𝐴𝑐 de 2,43 mm2, ao passo que, para o bit de aço rápido texturizado, encontrou-se, no mesmo comprimento usinado acumulado, um desgaste de flanco máximo 𝑉𝑏𝑚𝑎𝑥 de 0,96 mm e uma área de cratera de 1,7 mm2.
In view of the accelerated economic development and increasing demand and competitiveness in the market, there is an increasing need for more wear-resistant tools with a higher service life and efficiency in order to reduce production costs and increase productivity. In this sense, the development and application of textured surfaces on cutting tools, altering the surface topography of a particular material through the formation of cavities on a macro, micro, or nano scale, enhance the component's wear resistance by improving surface lubrication, increasing wettability, varying thermal conductivity, reducing the coefficient of friction, among other factors. This constitutes one of the most viable options currently applied. The objective of this study was to analyze the influence of laser texturization on the lifespan of a high-speed steel tool. SAE 1020 Steel specimens were machined on a universal lathe using a high-speed steel tool with and without texture, with a cutting speed 𝑉𝑐 of 44 m/min, feed rate 𝑓 of 0.3 mm/rotation, and cutting depth 𝑎𝑝 of 0.5 mm. Throughout each machining step (every 10 mm machined on the test specimen), flank and crater wears were evaluated by measuring the frontal view area of these wears using a stereoscope. The HSS textured bit showed higher resistance to flank and crater wear compared to the HSS non-textured bit, demonstrating the potential of laser texturization in enhancing the performance of tools and components subject to abrasive wear. For the nontextured high speed steel bit, at the accumulated machined length 𝐿𝑢 of 180 mm, a maximum flank wear 𝑉𝑏𝑚𝑎𝑥 of 1.5 mm and a crater area 𝐴𝑐 of 2.43 mm2 were found, whereas for the textured high speed steel bit, at the same accumulated machined length, a maximun flank wear 𝑉𝑏 of 0.96 mm and a crater área 𝐴𝑐 of 1.7 mm2 were observed.
In view of the accelerated economic development and increasing demand and competitiveness in the market, there is an increasing need for more wear-resistant tools with a higher service life and efficiency in order to reduce production costs and increase productivity. In this sense, the development and application of textured surfaces on cutting tools, altering the surface topography of a particular material through the formation of cavities on a macro, micro, or nano scale, enhance the component's wear resistance by improving surface lubrication, increasing wettability, varying thermal conductivity, reducing the coefficient of friction, among other factors. This constitutes one of the most viable options currently applied. The objective of this study was to analyze the influence of laser texturization on the lifespan of a high-speed steel tool. SAE 1020 Steel specimens were machined on a universal lathe using a high-speed steel tool with and without texture, with a cutting speed 𝑉𝑐 of 44 m/min, feed rate 𝑓 of 0.3 mm/rotation, and cutting depth 𝑎𝑝 of 0.5 mm. Throughout each machining step (every 10 mm machined on the test specimen), flank and crater wears were evaluated by measuring the frontal view area of these wears using a stereoscope. The HSS textured bit showed higher resistance to flank and crater wear compared to the HSS non-textured bit, demonstrating the potential of laser texturization in enhancing the performance of tools and components subject to abrasive wear. For the nontextured high speed steel bit, at the accumulated machined length 𝐿𝑢 of 180 mm, a maximum flank wear 𝑉𝑏𝑚𝑎𝑥 of 1.5 mm and a crater area 𝐴𝑐 of 2.43 mm2 were found, whereas for the textured high speed steel bit, at the same accumulated machined length, a maximun flank wear 𝑉𝑏 of 0.96 mm and a crater área 𝐴𝑐 of 1.7 mm2 were observed.
Descrição
Palavras-chave
Texturização, Laser, Desgaste, Aço rápido, Torneamento, Texturing, Turning, High speed steel, Wear
Como citar
TRINCA, Pedro da Silva. Influência da texturização no desgaste do aço rápido no Torneamento. Orientador: Wyser José Yamakami. 2024. 195 f. : il. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Engenharia, Ilha Solteira. 2024. Disponível em: URL. Acesso em: dia, mês e ano.