Aplicabilidade do ensaio de compressão de anel para determinar o coeficiente de atrito no ensaio de torneamento do aço ABNT 1045
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Alexandre Mendes Abrão
Gilmar Cordeiro da Silva
Bárbara Cristina Mendanha Reis
Gilmar Cordeiro da Silva
Bárbara Cristina Mendanha Reis
Resumo
O atrito na usinagem é de difícil determinação devido às pequenas áreas de interface ferramenta/cavaco e ferramenta/peça, altas temperaturas, tensões e deformações. Dessa forma, vários ensaios tribológicos foram desenvolvidos para simular as condições de corte e determinar o coeficiente de atrito como o ensaio pino-sobre-face, ensaio cilindro-sobre-face e pino-sobre-cilindro. Este trabalho compara o coeficiente de atrito entre o aço ABNT 1045 e WC-10Co revestido com AlCrN obtido por dois métodos: ensaio de torneamento e ensaio de compressão de anel. A caracterização do aço ABNT 1045 foi feita por meio de análise química, microestrutural e mecânica. A análise microestrutural do anel após a deformação no ensaio de compressão de anel observou a influência da temperatura de ensaio no deslocamento do raio neutro. A análise superficial dos anéis e das matrizes do ensaio de compressão foi realizada por meio de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva de Raio-X (EDS) e rugosidade Ra, onde observou-se o aumento da rugosidade após o ensaio e a presença de desgaste adesivo. O ensaio de torneamento foi realizado com corte oblíquo nas velocidades de corte de 150 e 220 m/min. A aquisição dos sinais das componentes de força da usinagem por meio de um dinamômetro piezelétrico. O ensaio de compressão de anel foi realizado nas temperaturas de 200 e 400°C. Os coeficientes de atrito foram obtidos por meio de modelos matemáticos. A análise estatística do coeficiente de atrito apontou equivalência do coeficiente de atrito no ensaio de torneamento na velocidade de corte 150 m/min com o ensaio de compressão de anel à 200°C. Assim como no ensaio de torneamento na velocidade de corte 220 m/min com o ensaio de compressão de anel à 400°C.
Abstract
Friction in machining is difficult to determine due to the small areas of tool/chip and tool/part
interface, high temperatures, stresses and deformations. Thus, several tribological tests were
developed to simulate the cutting conditions and determine the coefficient of friction, such as
the pin-on-face test, cylinder-on-face test and pin-on-cylinder. This work compares the
coefficient of friction between ABNT 1045 steel and WC-10Co coated with AlCrN obtained
by two methods: turning test and ring compression test. The characterization of the ABNT 1045
steel was carried out through chemical, microstructural and mechanical analysis. The
microstructural analysis of the ring after deformation in the ring compression test observed the
influence of the test temperature on the displacement of the neutral radius. The surface analysis
of the rings and matrices of the compression test was performed using optical microscopy
(OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and
roughness Ra, where it was observed the increase in roughness after the test and the presence
of adhesive wear. The turning test was performed with oblique cutting at cutting speeds of 150
and 220 m/min. Acquisition of machining force component signals using a piezoelectric
dynamometer. The ring compression test was carried out at temperatures of 200 and 400°C.
Friction coefficients were obtained using mathematical models. Statistical analysis of the
coefficient of friction indicated equivalence of the coefficient of friction in the turning test at a
cutting speed of 150 m/min with the ring compression test at 200°C. As well as in the turning
test at cutting speed 220 m/min with the ring compression test at 400°C.
Assunto
Engenharia mecânica, Aço, Atrito, Torneamento
Palavras-chave
Compressão de anel, Coeficiente de atrito, Torneamento