Tese
Estudo do desgaste de ferramentas de metal duro e cerâmicas no torneamento do Inconel® 751 e Inconel® 718
Study of the Wear of Cemented Carbide and Ceramic Tools in Turning of Inconel® 751 and Inconel® 718
Registro en:
LIMA, Fábio de Freitas. Study of the Wear of Cemented Carbide and Ceramic Tools in
Turning of Inconel® 751 and Inconel® 718. 2012. 258 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012.
Autor
Lima, Fábio de Freitas
Institución
Resumen
Nickel alloys present high mechanical resistance at elevated
temperatures, high creep and fatigue resistances besides of excellent corrosion
resistance that makes them interesting for applications in the aerospace
industry. The present work investigates the wear types and their evolution
during machining of Inconel® 751 and Inconel® 718 alloys. The related wear
mechanisms were also studied, as well as the tool damages generated during
the cutting process. Matrixes were built with three types of ceramic tools:
SiAlON, Mixed and Whisker and three types of cemented carbide tools: WC/Co,
WC/Co 6% coated with TiAlN and WC/Co 10% coated with TiAlN using Design
of Experiments Techniques DOE considering the following input variables:
cutting speed, tool geometry and the lubri-cooling atmosphere. During these
tests the workpiece surface roughness and the cutting force components were
measured. The analysis of the results showed that all the studied variables
have influenced the wear types. Notch wear was observed mainly at low cutting
speeds for the Inconel® 751, followed by the average flank wear and nose wear
which were not influenced by the lubri-cooling atmosphere as weren t the tool
lives. The wear mechanisms involved were attrition (adhesion), abrasion and
diffusion. The surface roughness and the cutting force components showed
direct relationship with the tool wear. Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Doutor em Engenharia Mecânica Ligas de níquel apresentam elevada resistência mecânica a elevadas
temperaturas, alta resistência à fluência e à fadiga, além de ótima resistência à
oxidação, sendo por isso utilizadas na fabricação de componentes mecânicos
para a indústria aeroespacial. Este trabalho consistiu na investigação dos tipos
de desgastes e suas evoluções nas ferramentas de corte durante a usinagem
das superligas à base de níquel: Inconel® 751 e Inconel® 718. Também foram
objeto de estudo os mecanismos de desgaste das ferramentas associados,
assim como as avarias nestas decorrentes do processo de corte. Utilizando-se
a metodologia de planejamento de experimentos foram construídas matrizes
para os testes com três tipos de ferramentas cerâmicas: SiAlON, Preta,
Whisker e três tipos ou classes de metais duros: WC/Co, WC/Co 6% com
revestimento TiAlN e WC/Co 10% com revestimento TiAlN para os insertos,
tendo sido variadas a velocidade de corte, geometria da ferramenta de corte e
atmosfera envolvente. Durante estes testes, medidas de rugosidade da peça e
das componentes da força de usinagem foram realizadas. A análise dos
resultados mostrou que todas as variáveis estudadas apresentaram influência
sobre os tipos de desgaste. O desgaste de entalhe foi observado,
principalmente a baixa velocidade de corte no material Inconel® 751, seguido
pelo desgaste de flanco médio e pelo desgaste de ponta, não tendo sidos
influenciados pelas atmosferas, assim como os tempos de vida também não
foram afetados pela variação das atmosferas envolventes. Os mecanismos
predominantes foram attrition (aderência e arrastamento), abrasão e difusão.
Observou-se uma relação direta entre a rugosidade da superfície da peça e
das componentes da força de usinagem com a evolução do desgaste.
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