Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Co-orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Carlos Alberto Fortulan / Banca: Marcos Tadeu Tibúrcio Gonçalves / Banca: Amauri Hassui / Banca: Jaime Gilberto Duduch / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: É analisada a influência das técnicas de mínima quantidade de lubrificante (MQL), refrigeração otimizada e refrigeração convencional, com diferentes vazões e velocidade de aplicação do fluido de corte, na qualidade das peças produzidas (acabamento, erros de forma, trincas, queima, perda da dureza) com aços endurecidos, no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho com a utilização de rebolos superabrasivos com baixa concentração de CBN. Utilizou-se fluidos de corte de origem vegetal, que representam menos riscos à saúde e ao meio. A análise da qualidade das peças foi realizada através da avaliação das variáveis de saída do processo como o comportamento da força tangencial de corte, energia específica de retificação, rugosidade, desvio de circularidade, emissão acústica, tensão residual, análise de microscopias eletrônicas de varredura e microdureza. Com a análise das formas de aplicação e das várias vazões e velocidades do fluido de corte utilizadas encontraram-se condições de lubri-refrigeração que propiciam a diminuição do volume de fluido de corte, diminuição do tempo de usinagem sem prejudicar os parâmetros geométicos, dimensionais, o acabamento superficial e a integridade superficial dos componentes. Em relação as diferentes formas de aplicação do fluido de corte notou-se o melhor desempenho da aplicação otimizada para maiores velocidades mostrando a eficiência de um novo conceito de bocal utilizado. O processo otimizado e o processo MQL foram capazes de manter a dureza superficial e a integridade superficial das peças produzidas. Exceção somente para a condição MQL com vazão de fluido de corte de 40ml/h que produziu trincas e retêmpera superficial. O desvio de circularidade e a rugosidade proporcionada pelos métodos estão dentro de valores recomendados para a retificação sendo que a técnica otimizada... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The influences on surface integrity of the parts (finishing, geometrical errors, cracks, burn, microhardness) and grinding wheel (wear) have been analyzed in this research by employing the minimum quantity of lubrication (MQL), optimized and conventional cooling for hardened parts of steel and superabrasives grinding wheel in the cylindrical plunge grinding process. This study was carried out through the assessment of the process output variables such as the behavior of the tangential cutting force, specific energy, surface roughness, circularity errors, acoustic emission, residual stress, scanning electronic microscopy (SEM) and microhardness. The cutting fluid derived from vegetal oil has been utilized in order to comply with the environmental requirements and thus offering less risk to the health. It could be observed from the analysis on different ways of cutting fluid applications that there are cooling conditions which facilitate the decrease in cutting fluid volume, decrease in grinding time without impairing the geometrical and dimensional parameters, the surface finish and surface integrity of the parts. It could be noted the optimized application for higher velocities has presented the best performance regarding the different applications of cutting fluids. The optimized and MQL processes were able to maintain the hardness and surface integrity of the ground parts. Exception occurend only for MQL condition with flow rate of 40ml/h, which led to cracks and quench on the workpiece surface. Roundness errors and surface roughness are within recommended valus for grinding with the best results obtained for the optimized method (2'mü' for roundness error and 0.5'mü'm for surface roughness) compared with the MQL technique (6.8'mü'm for roundness error and 1.2'mü'm for surface roughness). The process of minimum quantity of lubrication, however, has showed possible... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Este estudo consistiu na investigação sobre a interação dos lubrificantes empregados na usinagem de metais com a matéria orgânica natural (substâncias húmicas), a sua mobilidade no solo, a degradação microbiológica e a remoção dos mesmos do solo. Realizou-se, também, um estudo sobre as mudanças nas características dos fluidos após a sua utilização. Para o processo de degradação das amostras de fluido, submetidos aos efeitos de diferentes fatores ambientais, foram utilizados quatro tratamentos : (i) microrganismos nativos, chamada amostra controle; (ii) amostra controle com matéria orgânica proveniente de turfa; (iii) amostra controle acrescida de microrganismos existentes nos efluentes de máquinas de corte; e (iv) amostra controle com adição de microrganismos de compostagem. Para a pesquisa da degradação sem o efeito dos parâmetros climáticos, foram utilizadas amostras de solo contaminadas mantendo-se em estufa, e a inoculação dos microrganismos em meios de cultura com e sem acréscimo de fonte alternativa de carbono. Como técnicas analíticas, foram utilizadas a CG-DIC e a CG-EM. Essas técnicas são indicadas tanto para estudar a composição dos fluidos quanto dos produtos de degradação microbiológica, tendo sido otimizados métodos analíticos para serem empregados no monitoramento ambiental e de estudos de degradação. As análises por IVTF e por EF também foram empregadas na identificação e quantificação dos fluidos. Observou-se uma considerável interação dos fluidos solúveis com a matéria orgânica do solo, embora tenham se apresentado com alta mobilidade para alguns constituintes, bem como um acelerado processo de degradação durante o uso. De outro modo, os fluidos insolúveis se apresentaram mais imóveis, ficando retidos na matéria orgânica do solo, entretanto, foram mais prontamente degradados no ambiente que os solúveis. A adição de matéria orgânica e de microrganismos de compostagem acelerou o processo de degradação para todos os fluidos de corte investigados. / This study is an investigation of the interaction of lubricants employed in metal machining and natural organic matter (humic substances), their mobility in soil, microbial degradation and their removal from the soil. Also, was performed study of changes in characteristic on fluids after their use. On degradation process from fluid samples, contaminated soils submitted to different environment factors, were used four treatments : (i) native microorganisms named control sample; (ii) control sample added by organic matter from peat; (iii) control sample added by microorganisms existing in flowing out from cutting machines; and (iv) control sample with addition of microorganisms from composting. For degradation research by no effect from climate parameters were used sample of contaminated soil been investigated in stove and microorganisms inoculation in culture mean with and without addition of alternative carbon source. As analytical techniques were used GC-FID and GG-MS. These techniques are both indicated for fluid composition studies and microbial degradation product. Analytic methods had been optimized to be employed on environmental monitoring and degradation studies. The FTIR and espectrofluorimetric methods were used for the fluid identification and quantification. Were observed a notable interaction between soluble fluids and soil organic matter, thought it had been verified high mobility for some compounds as well an accelerated process of degradation during their use. Otherwise, insoluble fluids were more immobile been restrained in soil organic matter, nevertheless, were readily degraded in environment than soluble ones. Organic matter and composting microorganisms\' addition accelerated the degradation process for all cutting fluids investigated.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05-04Bitstream added on 2014-06-13T18:50:40Z : No. of bitstreams: 1 fujita_h_me_bauru.pdf: 3757663 bytes, checksum: 66acc24c6f3d11d42e726d1b452899b3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O sucesso da cerâmica estrutural na maioria das aplicações depende não somente das propriedades do material e do projeto da peça, mas também da qualidade do produto usinado. Um dos fatores citados como obstáculo à ampla utilização das cerâmicas é a falta de confiabilidade dos componentes de cerâmica, em função da grande dispersão dos valores de resistência mecânica provocada por defeitos que podem ter origem no processo de retificação. A retificação de cerâmica, assim como na indústria de processamento metal-mecânica, é realizada normalmente com abundância de fluidos de corte. A utilização destes fluidos refrigerantes resulta em problemas ecológicos, fisiológicos e econômicos. Desde a última década, a opinião pública, o mercado, as leis e regulamentos têm pressionado as indústrias para considerar os riscos ambientais na manufatura. Com o propósito de avaliar alternativas ao método convencional de lubri-refrigeração, foi estudada a viabilidade da técnica de refrigeração otimizada, onde o fluido de corte é aplicado à mesma velocidade periférica do rebolo, penetrando na região de corte com menos turbulência. Também foi analisada a técnica da Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL), na qual o grande volume de fluido de corte é substituído por um jato de ar contendo uma quantidade ínfima de lubrificante. Os métodos foram comparados através da análise de desempenho durante o processo de retificação (forças de corte, emissão acústica, energia de retificação) e pela caracterização dos corpos de prova (rugosidade, danos subsuperficiais) e do rebolo (relação G). A profundidade de corte e o efeito do spark-out também formaram parte do escopo deste trabalho. Os resultados obtidos mostraram que a profundidade de corte exerce grande influência durante o processo... / The success of structural ceramics in most applications depends not only on the materials properties and component design, but also the quality of machined products. One factor usually mentioned as a barrier to the wide use of ceramics is the lack of reliability of ceramic components, because the variability on the mechanical strength caused by defects that can be impaired in the grinding process. The grinding of ceramics, as much as with steel grinding is performed generally with excess of cutting fluids (coolants). The use of coolants results in serious ecological, physiological and economic issues. Since last decade the public opinion, the market, the laws and regulations have pushed the industries to consider the environmental risks in the manufacturing process. Then, in order to evaluate alternatives to the conventional method of cooling and lubrication, it was studied the viability of the optimized technique, where the cutting fluid is applied to the same peripherical speed of the wheel, penetrating in the cutting zone with less turbulence. Also, it was verified the technique of Minimum Quantity of Fluid (MQF), where a large amount of cutting fluid is replaced by an air compressed flow containing a small quantity of lubricant. The methods were compared through performance analysis during the grinding process (cutting forces, acoustic emission and specific grinding energy) and by characterization of specimens (roughness, subsurface damage) and wheel (G ratio). The depth of cut and the effect of spark-out were part of the scope of this work too. The results obtained showed that the depth of cut has great influence during the process and in the characterization of ceramics, while spark-out does not seem to be so significant. Another conclusion is that MQF is not viable in ceramics grinding with the working conditions proposed. The results obtained... (Complete abstract, click electronic access below)

Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Jaime Gilberto Duduch / Banca: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: O sucesso da cerâmica estrutural na maioria das aplicações depende não somente das propriedades do material e do projeto da peça, mas também da qualidade do produto usinado. Um dos fatores citados como obstáculo à ampla utilização das cerâmicas é a falta de confiabilidade dos componentes de cerâmica, em função da grande dispersão dos valores de resistência mecânica provocada por defeitos que podem ter origem no processo de retificação. A retificação de cerâmica, assim como na indústria de processamento metal-mecânica, é realizada normalmente com abundância de fluidos de corte. A utilização destes fluidos refrigerantes resulta em problemas ecológicos, fisiológicos e econômicos. Desde a última década, a opinião pública, o mercado, as leis e regulamentos têm pressionado as indústrias para considerar os riscos ambientais na manufatura. Com o propósito de avaliar alternativas ao método convencional de lubri-refrigeração, foi estudada a viabilidade da técnica de refrigeração otimizada, onde o fluido de corte é aplicado à mesma velocidade periférica do rebolo, penetrando na região de corte com menos turbulência. Também foi analisada a técnica da Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL), na qual o grande volume de fluido de corte é substituído por um jato de ar contendo uma quantidade ínfima de lubrificante. Os métodos foram comparados através da análise de desempenho durante o processo de retificação (forças de corte, emissão acústica, energia de retificação) e pela caracterização dos corpos de prova (rugosidade, danos subsuperficiais) e do rebolo (relação G). A profundidade de corte e o efeito do "spark-out" também formaram parte do escopo deste trabalho. Os resultados obtidos mostraram que a profundidade de corte exerce grande influência durante o processo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The success of structural ceramics in most applications depends not only on the materials properties and component design, but also the quality of machined products. One factor usually mentioned as a barrier to the wide use of ceramics is the lack of reliability of ceramic components, because the variability on the mechanical strength caused by defects that can be impaired in the grinding process. The grinding of ceramics, as much as with steel grinding is performed generally with excess of cutting fluids (coolants). The use of coolants results in serious ecological, physiological and economic issues. Since last decade the public opinion, the market, the laws and regulations have pushed the industries to consider the environmental risks in the manufacturing process. Then, in order to evaluate alternatives to the conventional method of cooling and lubrication, it was studied the viability of the optimized technique, where the cutting fluid is applied to the same peripherical speed of the wheel, penetrating in the cutting zone with less turbulence. Also, it was verified the technique of Minimum Quantity of Fluid (MQF), where a large amount of cutting fluid is replaced by an air compressed flow containing a small quantity of lubricant. The methods were compared through performance analysis during the grinding process (cutting forces, acoustic emission and specific grinding energy) and by characterization of specimens (roughness, subsurface damage) and wheel (G ratio). The depth of cut and the effect of "spark-out" were part of the scope of this work too. The results obtained showed that the depth of cut has great influence during the process and in the characterization of ceramics, while "spark-out" does not seem to be so significant. Another conclusion is that MQF is not viable in ceramics grinding with the working conditions proposed. The results obtained... (Complete abstract, click electronic access below) / Mestre

Este estudo consistiu na investigação sobre a interação dos lubrificantes empregados na usinagem de metais com a matéria orgânica natural (substâncias húmicas), a sua mobilidade no solo, a degradação microbiológica e a remoção dos mesmos do solo. Realizou-se, também, um estudo sobre as mudanças nas características dos fluidos após a sua utilização. Para o processo de degradação das amostras de fluido, submetidos aos efeitos de diferentes fatores ambientais, foram utilizados quatro tratamentos : (i) microrganismos nativos, chamada amostra controle; (ii) amostra controle com matéria orgânica proveniente de turfa; (iii) amostra controle acrescida de microrganismos existentes nos efluentes de máquinas de corte; e (iv) amostra controle com adição de microrganismos de compostagem. Para a pesquisa da degradação sem o efeito dos parâmetros climáticos, foram utilizadas amostras de solo contaminadas mantendo-se em estufa, e a inoculação dos microrganismos em meios de cultura com e sem acréscimo de fonte alternativa de carbono. Como técnicas analíticas, foram utilizadas a CG-DIC e a CG-EM. Essas técnicas são indicadas tanto para estudar a composição dos fluidos quanto dos produtos de degradação microbiológica, tendo sido otimizados métodos analíticos para serem empregados no monitoramento ambiental e de estudos de degradação. As análises por IVTF e por EF também foram empregadas na identificação e quantificação dos fluidos. Observou-se uma considerável interação dos fluidos solúveis com a matéria orgânica do solo, embora tenham se apresentado com alta mobilidade para alguns constituintes, bem como um acelerado processo de degradação durante o uso. De outro modo, os fluidos insolúveis se apresentaram mais imóveis, ficando retidos na matéria orgânica do solo, entretanto, foram mais prontamente degradados no ambiente que os solúveis. A adição de matéria orgânica e de microrganismos de compostagem acelerou o processo de degradação para todos os fluidos de corte investigados. / This study is an investigation of the interaction of lubricants employed in metal machining and natural organic matter (humic substances), their mobility in soil, microbial degradation and their removal from the soil. Also, was performed study of changes in characteristic on fluids after their use. On degradation process from fluid samples, contaminated soils submitted to different environment factors, were used four treatments : (i) native microorganisms named control sample; (ii) control sample added by organic matter from peat; (iii) control sample added by microorganisms existing in flowing out from cutting machines; and (iv) control sample with addition of microorganisms from composting. For degradation research by no effect from climate parameters were used sample of contaminated soil been investigated in stove and microorganisms inoculation in culture mean with and without addition of alternative carbon source. As analytical techniques were used GC-FID and GG-MS. These techniques are both indicated for fluid composition studies and microbial degradation product. Analytic methods had been optimized to be employed on environmental monitoring and degradation studies. The FTIR and espectrofluorimetric methods were used for the fluid identification and quantification. Were observed a notable interaction between soluble fluids and soil organic matter, thought it had been verified high mobility for some compounds as well an accelerated process of degradation during their use. Otherwise, insoluble fluids were more immobile been restrained in soil organic matter, nevertheless, were readily degraded in environment than soluble ones. Organic matter and composting microorganisms\' addition accelerated the degradation process for all cutting fluids investigated.

A serious concern in the practice of heat treatment is the effect of surface contamination and the effectiveness of subsequent cleaning on the performance and appearance of the finished products. This study examined the effects of contamination on the appearance, hardness, carbon concentration, and retained austenite percentages in vacuum carburized AISI 9310 steel. The effectiveness of commonly-used cleaning methods was also determined. Seven categories of typical contamination were selected for testing: rust preventative oil, hot and cold cutting fluid, and four levels of oxidation. Samples of AISI 9310 steel were contaminated and then half from each category were cleaned and the other half remained contaminated. All samples were vacuum carburized to a case depth of 0.35wt% carbon at 0.9mm. The properties were experimentally determined post-heat treatment. It was determined that there was no significant difference in the contaminated, cleaned, and non-contaminated samples for any of the hardness, carbon concentration, and percentage of retained austenite measurements. However, most contaminated samples had undesirable appearances after heat treatment. Therefore, when a high quality surface appearance is not necessary or if further surface processing is done on these parts, this study determined that cleaning of AISI 9310 steel is not necessary before vacuum carburization. This implies a potential cost and time savings for heat treatment companies. However, when the customer specifies a clean, lustrous surface, effective cleaning is required before vacuum carburizing.

In manufacturing, cutting fluids promote machining performance by removing heat, lubricating the cutting zone, flushing away chips, and preventing in process corrosion. To synthetize conventional metalworking fluids (MWFs), aside from choosing from a selection of base oils, an array of additives are also typically added. In traditional cutting fluid applications, the cost of waste fluid treatment is enormous. Moreover, the treatment is not always effective and disposal may lead to unexpected environmental contamination. The bacteria and chemical elements in the waste liquids may also introduce health and safety concerns. For the milling process at the micro-scale, i.e., micro-milling, traditional flood cooling may not be suitable. Since the cutting zone between the tool flank and workpiece is in the order of micrometers, the liquid surface tension of flood coolant would impede effective cooling and lubrication of the cutting fluid especially at a high spindle speed for tools. So for micro-milling, some researchers have tried to use minimum quantity lubrication method to apply cutting fluids. Other semi-dry methods like atomization method based on an ultrasonic atomizer have also been tested. However, even though these systems are able to decrease the amount of cutting fluids, the atomization of conventional cutting fluids with harmful surfactants (especially water miscible MWFs) and additives inside would still pose problems related to health hazard and contamination. Thus, new systems and/or green cutting fluids that eliminate the use of undesired surfactants or additives need to be developed. In this thesis, efforts to solve these problems for micro-milling operations are presented. Firstly, canola oil is selected and used to be emulsified in distilled water through ultrasonic atomization without any surfactant. Then, the emulsified water and oil solution is applied as cutting fluid in micro-milling, and the cutting performance results are compared to those with dry machining and traditional cutting fluid – 5% TRIM aqueous solution. The experimental results show that smaller chip thickness, and burr amount are observed with canola oil-in-water emulsion compared to conventional MWF. Reduction of almost 30% in cutting forces has also been achieved. Secondly, development of a new atomization-based cutting fluid system is introduced. Both cooling and lubricating capabilities of the cutting fluids are achieved using air-mixed water and oil mists, requiring no surfactants. Experiments are then conducted to evaluate the new system and the air-mixed jet of independently atomized water and oil sprays and compared to results with water only, oil only, and conventional cutting fluid (5% TRIM) conditions. The results reveal the mixture of water and oil leads to best performance in cooling and lubrication during micro-milling. The new system is proved to be effective in cooling and lubricating the cutting zone for both Al6061 and steel 1018. This atomization system is considered as a novel application method to apply totally green cutting fluids. Finally, a novel environmentally friendly additive was added to conventional cutting fluids. In this thesis, lignin powder obtained from wood is considered as one kind of these “green” additives. It is firstly tried to be dissolved in 5% TRIM aqueous solutions in 8 different concentrations through injection and atomization methods. Then, those lignin containing cutting fluids are used to run micro-milling experiments and compared with 5% TRIM. Nine MWFs are all nebulized by a nebulizer to cool and lubricate the workpiece. The results show that the concentration of 0.015% lignin leads to the least cutting forces, tool wear and burrs. The obtained solution (f) with 0.15% lignin inside causes cutting forces that are just 50% in value of those with 5% TRIM. Considering lignin’s anti-oxidative characteristic and its performance in improving machining processes, it is a promising additive in MWFs. / Graduate / 0346 / 0548 / yanqiaoz@uvic.ca

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-18Bitstream added on 2014-06-13T18:21:16Z : No. of bitstreams: 1 goncalves_psc_me_bauru.pdf: 1114604 bytes, checksum: 3e0bf5fed01a86e2a5ce1ca3d0e8d372 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A questão ambiental é uma das principais agendas de discussão nas estratégias empresariais que visam atender mercados cada vez mais exigentes e interessados em empresas que protegem o meio ambiente. Na indústria mecânica, os fluidos de corte aparecem como uns dos principais agentes poluidores nos processos de usinagem, o que requer cuidados especiais para o seu gerenciamento ambiental. Inicialmente as pesquisas para aperfeiçoamento de fluidos de corte e métodos de aplicação mais eficazes visavam satisfazer aspectos tecnológicos e econômicos. Entretanto, nos últimos anos, os pesquisadores e fabricantes estão concentrados no desenvolvimento de fluidos de corte ambientalmente amigáveis e de novas tecnologias objetivando a redução ou até mesmo a eliminação deste insumo, visando o atendimento de rigorosas leis ambientais, de saúde e de segurança no trabalho, assim como a adequação dos processos de usinagem a um sistema integrado de gestão da qualidade, da segurança ocupacional e do meio ambiente. O objetivo deste trabalho é identificar evidências e contribuir na busca de soluções viáveis para minimizar os impactos ambientais causados pela utilização e descarte dos fluidos de corte correlacionando-os às boas práticas ambientais e ao princípio dos 3Rs. Para a elaboração deste trabalho foi realizada uma revisão bibliográfica com foco na identificação de estudos que evidenciam a preocupação ambiental do setor metal-mecânico na busca de oportunidades de adoção de boas práticas ambientais no gerenciamento deste importante insumo. Pode-se verificar que mesmo com o desenvolvimento de fluidos de corte ambientalmente menos agressivos e de métodos de aplicação em quantidades cada vez menores, ainda assim, este insumo básico requer gerenciamento com foco ambiental para a sua correta utilização. Como decorrência, pode-se constatar a necessidade de... / Environmental issues have become a priority in business strategies aimed at supplying markets that are increasingly demanding and interested in companies that seek to protect the environment. Cutting fluids are one of the main pollutants in the machining processes of the metalworking industry, thus requiring special care in their environmental management. Early researches aimed at improving cutting fluids and devising more effective application methods focused on enhancing technological and economic aspects. However, in recent years, the efforts of researchers and manufacturers have concentrated on the development of environmentally friendly cutting fluids and new technologies aimed at the reduction or even the elimination of cutting fluids in order to satisfy increasingly strict environmental, public health and work safety regulations, as well as to align machining processes to an integrated system of quality, occupational safety and environmental management. The objective of this work is to find examples and contribute toward the search for viable solutions to minimize the environmental impacts caused by the use and disposal of cutting fluids, correlating these solutions to good environmental practices and to the 3Rs principle. This work involved a comprehensive bibliographic review focusing on the identification of studies that show the environmental concern of the metalworking industry in the search for opportunities to adopt good environmental practices in the management of cutting fluids. It was found that, despite the development of less environmentally harmful cutting fluids and of methods for the application of increasingly small quantities, this basic product still requires environmentally-based management for its correct use. Therefore, there is a need for awareness-raising about the environmental impacts that can be caused by the incorrect use of cutting fluids... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Luiz Eduardo de Ângelo Sanchez / Banca: Eraldo Jannone da Silva / Resumo: A questão ambiental é uma das principais agendas de discussão nas estratégias empresariais que visam atender mercados cada vez mais exigentes e interessados em empresas que protegem o meio ambiente. Na indústria mecânica, os fluidos de corte aparecem como uns dos principais agentes poluidores nos processos de usinagem, o que requer cuidados especiais para o seu gerenciamento ambiental. Inicialmente as pesquisas para aperfeiçoamento de fluidos de corte e métodos de aplicação mais eficazes visavam satisfazer aspectos tecnológicos e econômicos. Entretanto, nos últimos anos, os pesquisadores e fabricantes estão concentrados no desenvolvimento de fluidos de corte ambientalmente amigáveis e de novas tecnologias objetivando a redução ou até mesmo a eliminação deste insumo, visando o atendimento de rigorosas leis ambientais, de saúde e de segurança no trabalho, assim como a adequação dos processos de usinagem a um sistema integrado de gestão da qualidade, da segurança ocupacional e do meio ambiente. O objetivo deste trabalho é identificar evidências e contribuir na busca de soluções viáveis para minimizar os impactos ambientais causados pela utilização e descarte dos fluidos de corte correlacionando-os às boas práticas ambientais e ao princípio dos 3Rs. Para a elaboração deste trabalho foi realizada uma revisão bibliográfica com foco na identificação de estudos que evidenciam a preocupação ambiental do setor metal-mecânico na busca de oportunidades de adoção de boas práticas ambientais no gerenciamento deste importante insumo. Pode-se verificar que mesmo com o desenvolvimento de fluidos de corte ambientalmente menos agressivos e de métodos de aplicação em quantidades cada vez menores, ainda assim, este insumo básico requer gerenciamento com foco ambiental para a sua correta utilização. Como decorrência, pode-se constatar a necessidade de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Environmental issues have become a priority in business strategies aimed at supplying markets that are increasingly demanding and interested in companies that seek to protect the environment. Cutting fluids are one of the main pollutants in the machining processes of the metalworking industry, thus requiring special care in their environmental management. Early researches aimed at improving cutting fluids and devising more effective application methods focused on enhancing technological and economic aspects. However, in recent years, the efforts of researchers and manufacturers have concentrated on the development of environmentally friendly cutting fluids and new technologies aimed at the reduction or even the elimination of cutting fluids in order to satisfy increasingly strict environmental, public health and work safety regulations, as well as to align machining processes to an integrated system of quality, occupational safety and environmental management. The objective of this work is to find examples and contribute toward the search for viable solutions to minimize the environmental impacts caused by the use and disposal of cutting fluids, correlating these solutions to good environmental practices and to the 3Rs principle. This work involved a comprehensive bibliographic review focusing on the identification of studies that show the environmental concern of the metalworking industry in the search for opportunities to adopt good environmental practices in the management of cutting fluids. It was found that, despite the development of less environmentally harmful cutting fluids and of methods for the application of increasingly small quantities, this basic product still requires environmentally-based management for its correct use. Therefore, there is a need for awareness-raising about the environmental impacts that can be caused by the incorrect use of cutting fluids... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeixeiraFilho_Fernando_D.pdf: 16227324 bytes, checksum: 1e8eaf8a048f169a1964f67a6dd9bcce (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O aço inoxidável endurecível por precipitação apresenta elevada resistência mecânica e à oxidação, tendo amplo campo de aplicações, em especial, na indústria aeronáutica. O presente trabalho avaliou a influência da utilização de fluido de corte no fresamento do aço inoxidável endurecível por precipitação 15-5PH (UNS S 15500), utilizando ferramenta de metal duro recoberta com TiAIN, nas operações de desbaste e acabamento. Foram realizados ensaios de desbaste e de acabamento, variando-se a classe da ferramenta de metal duro (M20-M40 e M30M40), a velocidade de corte (100 e 120 m/min nos ensaios de acabamento e 120 e 140 m/min nos ensaios de desbaste), as condições de lubrificação/refrigeração (sem fluido, aplicação de emulsão interna e externamente à ferramenta) e a concentração do fluido de corte na emulsão (7% e 12%). Finalmente, foram realizados ensaios adicionais, para efeito comparativo, com aplicação de fluido de corte integral em mínima quantidade de fluido (35 ml/h) e também em baixa vazão (250 ml/min). Foram medidos o desgaste e a vida da ferramenta, a potência consumida e a rugosidade da peça. A análise dos resultados permitiu concluir que a usinagem sem fluido de corte apresentou maior vida da ferramenta, quando comparada com a condição com emulsão, tanto para desbaste quanto para acabamento. A aplicação de mínima quantidade de fluido proporcionou uma vida maior que na condição sem fluido. A utilização de fluido integral causa uma diminuição na potência consumida, mesmo que a vazão deste fluido seja mínima como a que se tem quando se usa a técnica MQF. Mas a principal contribuição do trabalho é que a condição com baixa vazão de óleo integral apresentou a maior vida de ferramenta dentre todas as condições de refrigeração/lubrificação testadas, demonstrando que houve o efeito lubrificante do fluido, com redução da potência consumida / Abstract: The preciptation hardenable stainsless steel presents high mechanical strength and corrosion resistance, having a wide application field, specially in the aerospace industry. The present work evaluated the influence of cutting fluids in the 15-5PH stainless steel milling, using carbide tools, TiAIN coated. Experiments were carried out for roughing and finishing operations, varying the carbide tool c1ass (M20-M40 and M30-M40), the cutting speed (100 and 120 m/min for finishing operation and 120 and 140 m/min for roughing operation), the lubri-cooling conditions (without cutting fluid, internal and external emulsion application) and the emulsion concentration (7% and 12%). Finally, additional experiments were carried out, for comparison effects, with neat oil application with minimum quantity of fluid (35 ml/h) and also with low flow rate (250 ml/min). Tool wear, tool life, power consumption and workpiece roughness were measured. The analysis of the results allowed to conc1ude that the machining without cutting fluid gave longer tool life than with emulsion application, both in roughing and finishing conditions. The minimum quantity of fluid utilization led to a longer tool life than the dry condition. The use of neat oil led to a decrease of the power consumption, even with the minimum amount contained in the MQF technique. But the main contribution of this work is that the experiments with application of neat oil with low flow rate presented longer tool life than the other lubrication/refrigeration conditions experimented, showing that lubrication effect occurred when neat oil was used, with consequent reduction of power consumption / Doutorado / Engenharia de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica