Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T14:51:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pires_BrunoJorge_M.pdf: 4048093 bytes, checksum: 91ac8c1d8bef0f7903675a183371c8bc (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Ligas de titânio já apresentam um papel de grande importância na indústria aeroespacial, petroquímica e de biomateriais. A combinação de alta resistência mecânica, baixa densidade, resistência à corrosão, biocompatibilidade, boa tolerância tecidual e manutenção de suas características em altas temperaturas, configuram o titânio como um material excepcional para projetistas de diversas áreas. Infelizmente, estas boas qualidades não se refletem na sua usinabilidade. Uma vasta lista de problemas devem ser contornados durante a usinagem de ligas de titânio dentre os quais, altas temperaturas e pressões de corte, baixo módulo de elasticidade (incentivador de vibrações), alta afinidade química com os materiais das ferramentas e problemas com integridade superficial das peças usinadas. Com o objetivo de aprimorar o entendimento da usinagem de ligas de titânio, em especial do processo de fresamento frontal da liga Ti-6Al-4V, o presente trabalho teve como enfoque tecnológico a influência do material do porta-ferramenta (haste de aço e de metal duro) e a geometria do inserto de corte (ângulo de saída neutro e positivo) sobre a vida da ferramenta e forças de usinagem (Força Radial, Tangencial e Axial). Análises de espectrometria de energia dispersiva foram conduzidas a partir de microscopia eletrônica dos insertos desgastados, permitindo a identificação dos elementos químicos presentes e avaliação dos mecanismos de desgaste predominantes. O principal resultado obtido indica que a utilização de ferramentas com haste de metal duro não representou benefícios em termo de vida da ferramenta, apresentando desempenho muito próximo das ferramentas com haste de aço / Abstract: Titanium alloys play a major role in the aerospace, petrochemical and biomaterials industry. The combination of mechanical strength, low density, corrosion resistance, biocompatibility and maintenance of these characteristics at high temperatures, shape titanium as a exceptional material for designers from different areas. Unfortunately, these impressive qualities reflect negatively on its machinability. A substantial list of problems must be overcome during the machining of titanium alloys, among them high temperatures and pressures of cut, low elasticity modulus (which is a motivational factor for vibrations), high chemical affinity with almost all tools materials and problems with surface integrity of machined parts. In order to improve the understanding of titanium alloys machining, in particular front milling of Ti-6Al-4V, the present thesis focused the influence of the tool holder material (steel and carbide) and the cutting insert geometry (neutral and positive rake angle) on the tool life and machining forces (Radial, Axial and Tangencial Forces). Analysis of energy dispersive spectroscopy were also conducted from scanning electron microscopy of wear inserts, allowing the identification of chemical elements and evaluation of wear mechanisms predominate. The main result indicates that the use of carbide tool holders not represent benefits in terms of life tool, with performance very close to the steel tool holders / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Maria Helena Robert, Jesualdo Luiz Rossi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T12:16:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ValdesSerra_JuanCarlos_M.pdf: 14918693 bytes, checksum: 7f5da0724a246fcdb598f1873c2bf9e9 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: o presente trabalho apresenta a caracterização mecânico-metalúrgica de compósitos constituídos de Al reforçado com 5, 10 e 15%vol de partículas NbC, fabricados por metalurgia do pó, e no estado extrudado. A caracterização metalúrgica envolveu a análise do efeito do processamento na estabilidade das partículas de NbC, a análise de sua distribuição macroscópica na estrutura dos compósitos e a análise de interfaces reforço/matriz por MEV. Os resultados obtidos mostraram que as partículas de NbC podem soffer ffatura durante processamento, mas não têm alteradas suas dimensões; reações de interface não foram observadas e uma homogênea distribuição macroscópica das partículas de reforço foram obtidas nos compósitos, embora microscópicamente tenha sido observada tendência à aglomeração de partículas com o aumento do teor de reforço utilizado. Os compósitos foram também caracterizados quanto à expansão térmica e densidade aparente. Os resultados obtidos indicam redução do coeficiente de dilatação linear do Al da ordem de 17. a 26.% com a adição de teores de NbC de 5 a 15%vol, respectivamente; e aumento na densidade aparente da ordem de 15 a 20% para as mesmas adições...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The work deals with the metalIurgicaland mechanical characterization of composites Al-NbC containing 5, 10 and 15% vol of NbC particles, in the extruded condition. Composites were produced from Al 1100 and NbC powders (average powder diameter 25 and 2,3 um, respectively), and subsequently extruded to bars. MetalIurgical characterization involved the analysis of the stability of reinforcement particles and their macroscopic distribution within the matrix as welI as the analysis of particles/matrix interface by MEY. Results showed that fracture can occurs in the particles of NbC at some extent; no interface reactions and changes in particles dimensions were observed. Homogeneous macroscopic distribution of NbC particles was obtained in all cases; therefore, microscopically it could be observed agglomeration of NbC as its vol fraction increases. It was also characterized thermal expansion and apparent density. Results showed decrease in the coefficient of linear thermal expansion in the order of 17 to 26% related to Al alone, as NbC content increases from 5 to 15% vol, respectively; and an increase of 15 to 20% in apparent density, for the same conditions...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T21:04:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antonialli_ArmandoItaloSette_M.pdf: 4713382 bytes, checksum: def6e55af0d1c4dc5c508bbe6440464c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As ligas de titânio apresentam baixa usinabilidade devido à reduzida condutividade térmica, à manutenção de suas propriedades mecânicas em altas temperaturas, à elevada afinidade química com os materiais de ferramentas e ao baixo módulo de elasticidade. Esta última característica promove instabilidade da espessura de corte, o que se traduz em altos níveis de vibração, especialmente em processos de usinagem caracterizados por corte interrompido. Este trabalho trata da otimização do fresamento frontal da liga de titânio Ti-6Al-4V a partir da minimização da vibração da ferramenta através de variações do ângulo de posição da ferramenta e do ângulo de contato entre o inserto e o corpo de prova. Os resultados mostram que a utilização de um ângulo de posição reduzido prolonga a vida da ferramenta por associar a maior parte do carregamento radial a freqüências muito baixas, nas quais a ferramenta se comporta como um corpo rígido. O emprego de um ângulo de contato reduzido, por outro lado, é extremamente danoso à vida da ferramenta, pois a entrada do inserto no corpo de prova se dá em condições adversas. Attrition seguido de microlascamentos da aresta, nas condições em que houve vibração excessiva ou intenso choque na entrada do inserto, e difusão, nas condições dinamicamente mais estáveis, foram os principais mecanismos de desgaste de ferramenta verificados neste trabalho / Abstract: Titanium alloys present poor machinability because of their low thermal conductivity, their ability to keep good mechanical properties at high temperatures, their high chemical affinity to tool materials and their low Young modulus. This last characteristic generates instabilities of cutting thickness, which means high vibration levels, especially in machining processes involving interrupted cutting. This work studies Ti-6Al-4V titanium alloy face milling optimization by tool vibration reduction using different tool entering angles and different radial immersion angles between tool and workpiece. Results show that using low entering angle do extends tool life due to associating most radial load with very low frequencies, in which tool behaves like a rigid body. On the other hand, using low radial immersion angle extremely impairs tool life, as tool insert enters the workpiece on adverse conditions. Attrition followed by cutting edge microchipping, on experiments in which high vibration levels or intense shock on tool insert enter where found, and diffusion, on experiments dynamically more stable, were the main tool wear mechanisms observed in this work / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T07:22:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gabaldo_Sander.pdf: 2762986 bytes, checksum: 9ee0f13e912c0dd2e61765aecf7ca689 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Desde o início deste século, cada vez mais têm se intensificado as pesquisas no desenvolvimento dos motores diesel, procurando aumentar a sua eficiência energética e reduzir os níveis de emissão de poluentes. Uma das maneiras de aumentar esta eficiência é aumentar os picos de pressão de explosão do combustível na câmara de combustão. O ferro fundido cinzento é o material mais utilizado para a fabricação de blocos de motores diesel. Porém para aumentar as pressões na câmara de combustão quando se utiliza este tipo de liga, é necessário aumentar a espessura das paredes do bloco de motor o que eleva o seu peso, e consequentemente, não cumpre com as exigências especificadas. Assim, o ferro fundido vermicular (CGI) aparece como um material alternativo para tal aplicação. Ele possue características de condutividade térmica e amortecimento similar ao do ferro fundido cinzento, porém, com propriedades mecânicas superiores possibilitando a fabricação de motores menores e, consequentemente, mais leves e também com melhor desempenho, sem considerar a redução da poluição ambiental por gases e ruídos. Entretanto, a utilização do CGI apresenta como desvantagem sua pior usinabilidade quando comparado com o ferro fundido cinzento, incentivando pesquisas e aperfeiçoamento das técnicas de usinagem e desenvolvimento dos materiais de corte das ferramentas, no qual este trabalho está inserido. O objetivo deste trabalho é de analisar a influência da micro geometria da aresta de corte (testou-se geometria lisa e positiva), do material da ferramenta (testou-se metal duro, cerâmica a base de nitreto de silício com e sem coberturas) e da velocidade de corte na vida da ferramenta, na rugosidade da peça e no potência de corte no fresamento de uma superfície similar à usada na face de fogo do bloco do motor de ferro fundido vermicular. As principais conclusões foram: ferramentas com a geometria lisa sempre obtiveram vida mais longa que ferramentas positivas e a ferramenta de metal duro alcançou vida maior que as ferramentas de cerâmica (com ou sem cobertura), mesmo nas velocidades de corte usualmente utilizadas para a cerâmica. / Abstract: Since the beginning of this century, researches about the development of diesel engines have been intensified, aiming to increase its energy efficiency and to reduce the levels of emission of pollutants. One the way to increase this efficiency is to increase the peaks of pressure of fuel explosion in the combustion chamber. The grey casting iron material is the most common material used for the manufacturing of diesel engine blocks. However, to increase the pressures in the combustion chamber when this kind of alloy is used, it is necessary to increase the wall thickness of the blocks, what raises its weight and consequently, does not fulfill with the specified requirements. Thus, the compacted graphite iron (CGI) appears as an alternative material for such application. It has characteristics of heat conductivity and damping similar to the casting iron, however, with superior mechanical properties making possible the manufacturing of small and consequently, light engines and also with better performance, without considering the reduction of the environmental pollution for gases and noises. However the use of the CGI presents as disadvantage its worse machining when compared with the grey casting iron, stimulating research and development of machining techniques and, development of the cutting materials, where this thesis is inserted. The objective of this thesis is to analyze the influence of the micro geometries of the cutting edge (tested positive and flat geometry), cutting material (tested hard material, ceramic Si3N4 with or without coating) and cutting speed in the finishing operation of the fire face of the engine made of CGI. As output variables we used tool life, cutting power and surface roughness of the workpiece. Among the main result we could say that the most negative tool presented the longest tool life and carbide material is better than ceramic (with or without coating) in terms of tool life in the milling of this kind of workpiece. / Universidade Estadual de Campi / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:54:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_SilviadoNascimento_M.pdf: 9148933 bytes, checksum: ed1d0dab6ab664906da6aa500c2a2c94 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O ferro fundido vermicular, sigla inglesa CGI (Compacted Graphite Iron), devido às suas boas propriedades mecânicas, tem encontrado diversas aplicações na área automobilística. Uma das aplicações é a produção de blocos de motores diesel de alta potência, que devido ao aumento de resistência comparado com o ferro fundido cinzento, permite aumento de pressão no cilindro que induz a alta produção de potência. O resultado é a melhor queima do combustível que gera economia e, consequentemente, diminuição da emissão de poluentes, contribuindo com as exigências das leis ambientais. No entanto, boas propriedades dos materiais são conseguidas geralmente através de melhoramentos no processo de produção, como por exemplo, adição de elementos de liga. Assim, o objetivo deste trabalho é estudar a influência do teor de titânio, elemento químico que melhora a resistência ao desgaste do ferro fundido, no desempenho do processo de torneamento, com ferramentas de metal duro e cerâmicas, utilizando duas velocidades de corte. Os resultados mostram que a liga com maior teor de titânio gera menor vida das ferramentas e que as ferramentas cerâmicas não são viáveis para a usinagem do vermicular estudado. Attrition, abrasão e difusão foram os principais mecanismos de desgaste de ferramenta verificados neste trabalho. / Abstract: Due to its good mechanical properties, the compacted (vermicular) graphite iron (CGI) has found a lot of applications in the automobilistic field. One of the applications is the production of high power diesel engine blocks that, due to the higher strength compared to the usual gray cast iron, allows the increase of the pressure inside the cylinder and, consequently, production of high level of energy. The result is the better fuel burning what decreases the fuel consumption and the pollutants' emission levels. However, good materials properties are obtained generally through improvements in the process of the production, for example, addition of alloy elements. Thus, the goal of this work is to study the influence of the titanium content, chemical element which improves the wear resistance of the cast iron, in the turning operation performance, with carbides and ceramics tools, using two cutting speeds. The results show that the alloy with the highest titanium content generated the shortest tool life and that ceramics tools are not suitable for turning of the vermicular alloys studied. Attrition, abrasion and diffusion were the main tool wear mechanisms verified in this work. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T23:12:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_AdilsonJosede_D.pdf: 5045036 bytes, checksum: f173982d932402dfe8a6935cdb29b638 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Normalmente, os componentes dos moldes e matrizes responsáveis pela forma das peças manufaturadas têm complexas geometrias e são confeccionados em materiais de elevada dureza, o que torna a atividade de usinagem mais difícil. A utilização do Fresamento com Altas Velocidades tem sido um caminho para a usinagem destes componentes. Esta pesquisa tem como objetivo melhorar a compreensão do desempenho e dos mecanismos de desgaste das ferramentas no Fresamento com Altas Velocidades de aços endurecidos utilizados nos moldes e matrizes. Em operação de semi-acabamento, avaliou-se a utilização de fresas de topo toroidal de metal duro e de cermet em diferentes condições de fresamento no aço ABNT H13 com 50 HRC de dureza. Em operação de acabamento, avaliou-se a utilização de fresas de topo esférico de metal duro sólido e de pastilhas intercambiáveis montadas em porta-ferramentas de aço e de metal duro no fresamento do aço ABNT D2 com 61 HRC de dureza. Os principais resultados em operação de semi-acabamento demonstram que a utilização de ferramentas de metal duro com cobertura promove uma maior vida de ferramenta, a inclinação da parede usinada tem forte influência na vida da ferramenta e que o desgaste das ferramentas envolve diferentes mecanismos: no início da vida, principalmente a abrasão, a difusão e/ou ¿attrition¿; e no final da vida, as adesões e os microlascamentos. Em operação de acabamento, os resultados demonstram que a utilização de porta-ferramentas de metal duro proporciona os melhores resultados de vida de ferramenta quando comparada à utilização de porta-ferramentas de aço. Entretanto, os resultados de vida de ferramentas com a utilização de porta-ferramentas de metal duro são inferiores à utilização de fresas de metal duro sólido. O desgaste das ferramentas nas operações de acabamento foi caracterizado por adesões de material da peça na aresta de corte e por microlascamentos / Abstract: Usually, the die and moulds components, which are responsible for the part forms, have complex geometries and are made of high hardness materials, what cause difficulties for their machining. High Speed Milling has become an alternative for machining these components. This work aims to broaden the performance understanding and the wear mechanisms on tools used in High Speed Milling of hardened steels for dies and moulds. In semi-finishing operation, it was analyzed the use of cemented carbide and cermet tools in different cutting conditions in milling of ABNT H13 steel with 50 HRC of hardness. In finishing operation, it was analysed the use of ball nose solid tools of cemented carbide and indexable inserts assembled on steel and cemented carbide toolholder in milling of ABNT D2 steel with 61 HRC of hardness. The main results in semi-finishing operation showed that the use of coated cemented carbide tool exhibited longer life, the machined surface inclination has a strong influence on tool life, and the tool wear involves different mechanisms: in the beginning of tool life, mainly abrasion and diffusion and/or attrition, and in end of tool life, adhesions and micro chipping. In finishing operation, the results showed that the use of cemented carbide toolholder causes longer tool life than the use of steel toolholder. However, tool life using cemented carbide toolholder is shorter than the using solid tools of cemented carbide. The tool wear in finishing operation was characterized by adhesions of part material and by microchipping / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Milton Dias Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-25T09:48:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nomura_PaulaWatanabe_M.pdf: 4842075 bytes, checksum: fb2b3e20baadde947cb7b9aad16227d8 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: As novas legislações de emissões demandam das montadoras de veículos automotores, o desenvolvimento de tecnologias para melhorar o consumo de combustível e emissão de poluentes. Seguindo esta tendência, os sistemas de turbocompressores inovam junto e lançam ao mercado novas arquiteturas de turbos. Uma delas é o turbocompressor regulado de dois estágios, que otimiza a eficiência em um intervalo de rotação mais amplo. Neste sistema, há dois turbocompressores: o estágio de baixa pressão e de alta pressão. O primeiro tem maior influência nas baixas rotações, enquanto o segundo nas altas rotações do motor. Entre os dois estágios, existe uma válvula bypass que controla a passagem do gás de escape para o estágio de baixa pressão, evitando assim, sobrecarregar o estágio de alta pressão. Esta válvula bypass é composta por um eixo rotativo e uma bucha fixa, e exatamente entre estes dois componentes foi detectado desgaste, aumentando as folgas e causando vazamento de gás. Com o objetivo de diminuir este vazamento e resolver o problema, uma investigação sobre este desgaste prematuro foi iniciada dentro da empresa onde a autora da presente dissertação trabalha. Neste trabalho a análise de forças das condições estática e dinâmica que envolve a bucha e o eixo, as forças e momentos para abrir e fechar o prato da válvula, e as equações de movimento são apresentadas. A análise experimental inclui medições feitas em dois motores reais: um deles conectado a um dinamômetro e o outro instalado em um veículo usado na mesma aplicação onde o desgaste excessivo foi observado. Além disso, a análise de desgaste de dez pares bucha-eixo que retornaram de testes de durabilidade é apresentado. A comparação do desgaste entre dois sistemas de bucha e eixo foi realizada. Ambos os sistemas rodaram na mesma condição, exceto pela frequência de operação da válvula de controle, assim a influência desta frequência pôde ser analisada. Ao final, todo este dado foi coletado e usado para o cálculo de taxa de desgaste que avalia a influência de diferentes parâmetros de design sobre a taxa de desgaste / Abstract: The new emission legislations demand, from vehicle manufactures the development of technologies to improve fuel consumption and pollutants emission. Following this trend, the turbocharging systems innovate together and release new turbocharger architectures in the market. One of them is the regulated-two-stages turbocharger, which optimizes the efficiency in a broader engine speed range. In this system, there are two turbochargers, the high and low pressure stages. The former has a bigger influence on the low engine speeds, and the latter in the higher engine speeds. Between both stages there is a bypass valve that controls the gas flow to the low pressure stage, avoiding overpressure in the high pressure stage. This bypass valve is composed by a rotating shaft and a fixed bushing, and exactly between these two components it was detected wear, increasing the clearances and causing gas leakage. In order to reduce this leakage and solve the problem, an investigation about this premature wear has started inside the company where the author of the present dissertation works. In the present work the force analysis of the static and dynamic conditions that involve the shaft and bushing, the forces and momentum to open and close the valve plate, and the equations of motion are presented. The experimental analysis includes measurements made on two real engines: one of them connected to a dynamometer and the other installed on a vehicle used on the same application where the excessive wear was observed. Also, the wear analysis of ten shafts and bushings returned from durability tests is presented. The wear comparison between two shaft-bushing systems was performed. Both systems run in the same condition except for the control valve operational frequency, so the influence of this frequency could be evaluated. In the end, this entire data base collected could be used as input to a wear rate calculation that evaluates the influence of different design parameters on the wear rate / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T21:26:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Therezani_DouglasFellipe_M.pdf: 8921001 bytes, checksum: 07f18992fbada55cf604b764eaafe4f8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A super liga Inconel 713C é uma liga cujo principal elemento de sua composição é o Níquel. A combinação do alto teor deste elemento mais a estrutura desse material faz com que ele seja muito difícil de ser usinado. Devido a esta dificuldade e carência de informações a respeito da usinagem desse material, o objetivo deste trabalho foi buscar uma combinação de ferramenta e parâmetros de corte que apresentassem uma vida da ferramenta em torno de 15 minutos, valor considerado viável economicamente pela prática industrial. Para isso foram testadas ferramentas de metal duro com duas geometrias diferentes, quatro tipos de revestimentos (TiAlN, TiAlN-TiN, TiCN-Al2O3-TiN e Al2O3) além da ferramenta de metal duro sem revestimento. Foram testadas também ferramentas cerâmicas (Al2O3 (pura), Si3N4 (sialon), Al2O3+SiCw (whiskers)) e de CBN. Dentre os ensaios realizados, a ferramenta de metal duro com a geometria CNMX e revestimento TiAlN apresentou uma taxa de desgaste menor que as demais testadas com uma vida de aproximadamente 17 minutos de corte / Abstract: The super alloy Inconel 713C is an alloy whose main element of its composition is nickel. The combination of high levels of this element and the structure of this material makes it very difficult to be transformed by the machining process. Because of this difficulty and lack of information about the machining of this material, the purpose of this study was to find a combination of tool and cutting parameters to present a tool life of around 15 minutes, which is considered economically viable for industrial practice. To achieve this purpose it was tested cemented carbide tools with two different geometries, four types of coatings (TiAlN, TiN, TiAlN, TiCN-Al2O3-TiN and Al2O3) in addition to the carbide tool without coating were tested. Tools were also tested ceramics (Al2O3 (pure), Si3N4 (sialon) + Al2O3 SiCw (whiskers)) and CBN. Among the tests, the carbide tool geometry CNMX and coating TiAlN presented a lower wear rate than the others tested with a life of approximately 17 minutes of cutting / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Maria Clara Filippini Ierardi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:10:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_MariaAparecida_D.pdf: 7603767 bytes, checksum: 9f75dfad23d9e40f22b3a5a3552269c2 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: No presente trabalho o processo de deposição por fusão a laser foi usado para produzir revestimentos com o compósito WC-Co, a partir da mistura dos pós de WC e Co, com frações variadas de WC. O substrato usado foi o aço AISI 1045. Os revestimentos foram produzidos após vários testes para a determinação experimental dos parâmetros de processo. A caracterização dos revestimentos foi feita por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e microdureza Vickers. Para analisar o comportamento dos revestimentos foram executados ensaios de desgaste abrasivo à escala micro do tipo esfera-sobre-placa e ensaios eletroquímicos para avaliar o comportamento em corrosão. Os revestimentos apresentaram-se sem trincas ou porosidade e com uma microestrutura heterogênea. A estrutura básica é formada por carbonetos WC e Co3 W3C sobre uma matriz, constituída de uma solução sólida de (W, Cr) em cobalto. O carboneto Co3W3C é resultante da dissolução do carboneto WC. O revestimento que apresentou melhor resistência ao desgaste abrasivo foi aquele produzido com a mistura de 20% WC + 80%Co (em peso). No comportamento em corrosão o melhor resultado apresentado foi o do revestimento formado pela mistura 40% WC + 60%Co (em peso) / Abstract: In the present work the laser c1adding process was used to produce WC-Co composite coatings with varied fractions of WC. The AISI 1045 steel was used as substrate. The coatings were produced afier severa! tests, which have permitted the determination of optimum operational parameters. The characterization ofthe coatings was performed by optic microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and Vickers microhardness. Micro-scale abrasive wear tests, type ball cratering were developed to analyze the behavior ofthe coatings. To examine the corrosion behavior a series of electrochemical tests were performed. The coatings presented a heterogeneous microstructure and neither cracks nor porosity have been observed. WC and Co3W3C carbides distributed on the cobalt rich matrlx essentially form the structure of the coatings. The Co3W3C carbide results from the dissolution of the WC carbide. The coating that presented better abrasive wear resistance was that produced with the mixture of 20% WC + 80%Co (in weight). The 40%WC + 60%Co (in weight) coating composition presented the best result in term of corrosion resistance / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T18:44:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Krabbe_DanielFernandoMoreira_M.pdf: 4840835 bytes, checksum: 3db5447d6c84ae0db244c137740e2a84 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: No processo de desbaste, a máxima taxa de material removido por unidade de tempo (cm3 x min), dentro do intervalo de máxima eficiência, é o foco principal para as mais diversas empresas de usinagem. Afirmando este conceito, procurou-se neste trabalho obter para dois diferentes diâmetros de fresas inteiriças de metal duro, a máxima vida de ferramenta por volume removido de material, na usinagem da liga de aço inoxidável endurecível por precipitação 15-5 PH. As variáveis deste estudo foram os diâmetros da ferramenta (16 e 20 mm), a profundidade de corte ¿ap¿ (5 a 16 mm), a profundidade radial de corte ¿ae¿ (33%D e 77%D) a velocidade de corte ¿vc¿ (80 e 100 m/min). Mantiveram-se constantes o número de dentes da fresa, a classe do metal duro e revestimento, a espessura média de cavaco, o fluido de corte e a taxa de remoção de material para cada profundidade radial de corte. Os parâmetros de avaliação foram o desgaste de flanco ¿vb¿ da aresta principal de corte, a potência consumida e o comprimento de corte fresado por vida da ferramenta. Os resultados demonstram que a fresa de menor diâmetro (16 mm) apresentou sempre uma maior vida de ferramenta para a mesma taxa de remoção de material quando comparada à fresa de maior diâmetro (20 mm). Demonstram também que para a menor condição de profundidade radial de corte estudada a uma profundidade axial de corte elevada (baixo ¿ae¿ alto ¿ap¿), a vida da ferramenta é superior quando comparada à mesma condição de taxa de remoção de material, porém com profundidade radial alta (alto ¿ae¿ e baixo ¿ap¿) / Abstract: In the roughing machining process, the maximum removal rate (cm3 x min-1) inside of the maximum efficiency interval, is the main target of the most different machining shops. Based in this concept, the target of these experiments was to find for two different end mill diameters in the milling process, the maximum removal rate per tool life in the 15-5 precipitation hardening stainless steel alloy. The input variables of these experiments were the end mill diameter (16 and 20 mm), the depth of the cut ¿ap¿ (from 5 to16 mm), the radial depth of cut ¿ae¿ (33%D and 77%D) the cutting speed ¿vc¿ (80 and 100 m/min). The end mill number of teeth, the solid carbide and surface coating characteristics, the average chip thickness, the cutting fluid and the removal rate for each radial depth of cut were kept constants. The evaluation parameters were the wear on the main cutting edge, the spindle power and the work piece machined length. The analysis of results showed that for a smaller end mill diameter (16 mm) always a longer tool life was reached for the same removal volume rate when compared with the end mill with larger diameter (20 mm). It also shows that for a smaller radial depth of cut and big depth of cut (small ¿ae¿ large ¿ap¿), the tool life is higher than when compared with the same removal rate condition, however with larger radial depth of cut and smaller depth of cut (big ¿ae¿ small ¿ap¿) / Mestrado / Engenharia de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica