A NÁLISE DA I NFLUÊNCIA DO M ATERIAL SOBRE D ESGASTE DA F ERRAMENTA DE U SINAGEM O P ROF. S ERGIO M ATHEUS B RANDÃO Alunos: Antônio Edilberto Evangelista.

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1 A NÁLISE DA I NFLUÊNCIA DO M ATERIAL SOBRE D ESGASTE DA F ERRAMENTA DE U SINAGEM O P ROF. S ERGIO M ATHEUS B RANDÃO Alunos: Antônio Edilberto Evangelista Celma Rosendo Sanches Fernando Rodrigues Silva

2 A NÁLISE DA I NFLUÊNCIA DO M ATERIAL SOBRE O D ESGASTE DA F ERRAMENTA DE U SINAGEM Em virtude processos apresentar do material do alto índice de desgaste da ferramenta nos deusinagem,esseartigotemtemporobjetivo através de experimentos práticos a influência usinado no desgaste prematuro da ferramenta, atividade baseada na análise comparativa das marcas de desgaste apresentadas na ferramenta após usinagem de dois aços de características e propriedades distintas. Com base numa revisão bibliográfica, o artigo ainda destaca os principais confecção fluidosdecortee materiaisutilizadosna deferramentas,bemcomo noçõesdeatrito gerado durante o processo de usinagem.

3 I NTRODUÇÃO Uma operação de usinagem consiste num processo mecânicoderemoção dematerialamplamenteamplamente utilizado na indústria em virtude de sua flexibilidade quantoàscaracterísticasqueoprocesso compreende e a geometria da peça. OsOsresultadosfinaisfinaisdesteprocessoestão relacionados com a qualidade satisfatória do produto final, com baseem termos técnicos, podemos dizer que apalavra“usinabilidade”égeralmenteusada para expressaroestadodadasuperfície usinada, ou seja, a taxade remoção de material e a facilidade de saídadocavaco,fatoresincondicionalmente importantesnadeterminaçãodavidavidaútilútil ferramenta de corte.

4 M ATERIAIS E M ÉTODOS OsOsmateriaismateriaisselecionadospara aços realizaçãodaanálise práticarepresentamdoisdecaracterísticase propriedadesdistintas, sendoosmesmosidentificados como SAE 1020 e 4140. A geometria das peças analisadas apresentam o formato de barras cilíndricas com 100 mm de comprimento e 25 mm de diâmetro.

5 Considerando o propósito da atividade prática, decidiu-se realizaroprocessodetorneamentoemtornostornos convencionais, com a alteração crescente de objetiva analisar as possíveis alterações no rotação, que desgaste da ferramenta decorrentes da alteração de características e propriedades do material usinado. O tornoutilizado para desempenhodamesmaéidentificadocomo com 12 Torno faixas motor horizontal marca Romi – modelo Tormax 20 develocidadequevariamde50a2500rpme principal de 5CV

6 ComoComoferramentadeanálise 120408 ângulo utilizou-seuminserto identificado como CNMG 8 aresta de contato em - PM4015, que apresenta de 80°, 12,90 x 12,70 x 4,76mm como dimensões principais bem como metal duro comomaterialmaterialde fabricação, sendoutilizadopara tal atividade apenas2arestas,asquaisrepresentamo resultado final do presente artigo.

7 De forma a analisare diferenciar os materiais utilizados no processorealizou-se as algumasanálisesdediferentes ponto de pontosavaliativos,quaistiveramcomocomo inicialização o processode metalografia, que consiste no corte de uma pequena parte do material a ser analisado, seguido de um embutimento e polimento da amostra e por fim a análise microscópica que valida-se com a aplicação de Nital 2% sobre a amostra, obtendo assim a identificação dos microconstituintes do material responsáveis pela suas características de usinabilidade e respectivas durezas.

8 Conforme mencionadonoslideanterior,asamostras passaram por uma etapa de lixamento e polimento antes da realização da metalografia. A realização desta atividade permitiuamediçãodedureza,que consisteemaplicar Como umaumacargaempontosdiferentesdaamostra. recursoutilizou-seumdurômetrodemarcaPanantec/ RBSM-D com 187,5kgf / 10kgf

9 A PRESENTANDO ASSIM COMO UNIDADE DE MEDIDA A VARIÁVEL HB, SENDO RESULTADO OBTIDO EXPOSTO

10 Além da medição de dureza dos materiais, realizou- seoprocessodeespectrometriaótica, quevisouvisou identificar as composições químicasdos aços SAE aproximar as 4140e1020,possibilitandoassim diferentescomposiçõesentreosmateriaismateriaisem análise, cujo resultado obtido apresenta-se exposto nas tabelas 2 e 3.

11 u 92 o/o 66 u 22 /o 773 Tabela2.2. Analisequfmic a do aco 4140. do aco 1020. Tabell a 3.Analis e qulmica c Si l\1n p s NiCr Mo C 0,1780 1840:,5760,0210,0220 0330,050,0080 10 1 Co Al Pb,v,v Ti v B Nb Fe 0 00 0180,0300,0010 0020 0006 0 98,. c Si 1\1n p s NiCrMoMoC 0 3790,275 0 8210,.0130,.013 0,0110,011 0 021 0,8930,1660 00 0 c:oc:o Al Pb w Ti v BNbFe 00,0520 00100,0020 0010,0001097,2

12 Dadas as informações de composição química, dureza e microestruturadosmateriais em análise,iniciou-seo processo de torneamento, que teve uma seqüência prática igualitária para os dois materiais. O desenvolvimento da atividade teve como primeiro processo o torneamento das peçascomcoma de rotação de1000rpmaliadaaumauma profundidade comprimento, cortede1mm1mme10mmdepassadade posteriormentealterou-searotaçãopara 1600rpm aliada ao comprimento de 10mm eprofundidade decortede 3mmeporfimfimutilizou-seos mesmos parâmetros de rotação e decomprimento porém com uma profundidadedecorte de5mm,5mm,ao queserefererefereao avanço, o grupo utilizou como recurso a opção automática que impossibilita as alterações de variáveis decorrentes da atividadequando realizadamanualmente,representando assim 0,15mm por rotação.

13 Finalizado oprocessoprático,partiu-seentãoparaaàaà análisedodesgaste ocorrida na ferramenta devido alteração de material usinado, que representa o objetivo principalprincipaldopresente utilizou-se artigo.artigo.ParaPararealizaçãodo comparativocomo recursoum Microscópio Ótico,marcaWildHeerbrugg,modeloM3,bemcomocomo utilizou-se a alternativa de 16 vezes para aproximação da imagem,imagem,possibilitandoassim amelhorvisualizaçãodas diferentes marcas de desgaste na ferramenta.

14 R ESULTADOS E D ISCUSSÕES Entreasanálises avaliativasqueidentificamas propriedades realizou-se ecaracterísticasdosmateriais, oprocessodemetalografiametalografiaqueque possibilitou coligar os microconstituintes atuantes nos aços SAE 4140 e 1020.

15 O desenvolvimento desta atividade identificou a microestrutura Perlítica ferrítica com carbonetos precipitados no aço SAE 4140

16 Representando assim uma porcentagem de 40% de carbono, bem como identificou os constituintes de Ferrita e Perlita no aço SAE 1020, que representam uma porcentagem de 20% de carbono presente no mesmo.

17 Tais informações vêm ao encontro dos resultados obtidos com a análise de dureza realizada, já que as informações levantadas indicam maiordureza no aço 4140, resultado queseconfirmacomasanálisesmetalográficas, considerando que quantomaior a presença de perlita em um aço maior será a sua condição de dureza.

18 Considerando os parâmetros mencionados no processo de torneamento, efetivou-se após a finalização do mesmo a análise microscópicanasarestasdoinsertoqueforam sujeitas ao contato com a peça. A realização desta análise possibilitouidentificarummaiordesgaste naaresta que ficou sujeita ao processo sob o material aço SAE 4140

19 Aresta emcontato coma peçade aço1020. Aresta em contato com a peça de aço 4140.

20 Pode-se verificar que a aresta sujeita aocontato com o desgaste na se justifica se açoSAE 1020apresentoumenos ferramenta, conforme, característica que considerarmos as variáveis apresentadasno presente artigo. Pois de acordo com os pontos avaliados de cada amostra pode-se perceber uma dureza mais elevada no aço 4140 bem como o mesmo também apresenta uma maiorconcentraçãodoconstituintePerlitaque representa maior quantidade de carbono.

21 C ONCLUSÃO Diante das informações obtidas com a realização das análises práticas, pode-se verificar que a condição de usinabilidade de cada material representa uma significativa variação na vida útil da ferramenta. Diante disso, torna-se oportuno mencionar que as condições de vidaútil daferramentadependemde umasériedefatores distintos, como atrito, temperatura, fluido de corte entre outros. Porém como objeto do presente artigo pode-se mencionar a usinabilidade e características do material usinado como um fatorfatordesumaimportâncianadeterminaçãodadavida útilda ferramenta, afirmação que tem como base os resultados obtidos com oprocessoprocessodedetorneamento, já queasasduasamostrasamostras passaram pelas mesmas condições de processo. Vale ressaltar quedesgastedesgasteapresentadopela ferramentanãonãoimplicaa inutilidade da ferramenta, apenas prioriza a identificação nas marcas resultantes do material usinado.