Orientador: Rodnei Bertazzoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T22:40:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_CarlosHenriquedeCampos_M.pdf: 20350934 bytes, checksum: 9d0ed15edcf31e375ad6d36587a7ca3f (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: o processo de deposição das ligas de zinco vem encontrando aplicações cada vez maiores na indústria de galvanoplastia, especificamente na produção de auto peças destinadas às empresas montadoras de veículos. Neste trabalho, o processo de deposição da liga Zn-Co foi estudado através da técnica de voltametria cíclica para kientificar as regiões de potenciais para a deposição dos constituintes da liga. A seguir, foram simuladas variações composicionais e operacionais do eletrólito para deposição da liga Zn-Co, normalmente observadas em linhas de produção. Adicionalmente, além das variações do eletrólito, foram estudadas amostras de peças (ferro fundido nodular como substrato) obtidas em condições adversas de processamento. O objeti,vo foi estudar a influência desses parâmetros na composição final do depósito, e na resistência à corrosão através de ensaios acelerados em câmara de névoa salina. O processo para deposição da líga Zn-Co apresentou boa estabilidade e', baixa sensibilidade às variações de concentração que podem ocorrer no cotidiano de uma linha de produção. Os ensaios em célula de Hull mostraram que variações deliberadas de 2 g.L-1 a 8 g.L-1 de Co (II) no banho produzem depósitos com 0,6 % a 1,6 % de Co na liga. Na faixa recomendada de trabalho de 4 g.L-1 a 6 g.L-1. obtém-se 0,9 % a 1,2 %. Os ensaios acelerados de corrosão em câmara de névoa salina mostraram que, mesmo nas condições mais improváveis de funcionamento, onde o teor de cobalto pode cair para 0,6 %, a camada resiste a mais de 500 horas de ensaio. Tempo de ensaio de 720 horas foi obtido quando [Zn(II)]=46 g.L-1 e [Co(II)]=4,6 g.L-1. ou seja, [Zn(II)]/[Co(II)]=10 / Abstract: Zinc alloy coatings have found large application in the metal finishing índustry, particularly for coatíng automotive parts. In thís work, the deposítíon of Zn-Co process was characterízed by cyclic voltammetry in order to identify the rangCe of deposition potential of the alloy and its constituents. Then, variations of deposition parameters and bath composition were símulated in order to study their influence on the coating properties. In addition, beside plating variation, samples produced under qnideal process condítion were studied. The plating bath presented good stability and low sensibility to variations usually observed in the industrial production. Hull-cell, experiments shown that, despite the deliberated changes in bath composítion, ,cobalt concentration in the alloy is always wíthín the range of 0,6 % to 1,6 %. Recommended values are from 0,9 % to 1,2 %. Salt spray tests shown that the Zn-Co coating lasted 500 h of test and, in the optimum deposition conditions, 720 h was obtained / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

O uso de moldes-protótipo é uma opção para a obtenção de protótipos funcionais de peças de plástico injetadas. Estes protótipos devem possuir características mecânicas e físicas as mais próximas possíveis das peças finais obtidas em moldes de produção. A fim de diminuir o custo e o tempo de fabricação destes moldes, materiais alternativos, tais como o alumínio e ligas de zinco, podem ser empregados. Os diferentes níveis de condutividade térmica desses materiais resultam em diferentes taxas de resfriamento do polímero, o que pode influenciar nas propriedades mecânicas do moldado. O objetivo geral deste trabalho é entender a influência do material do molde-protótipo (zamac-8) e também da variação da temperatura do molde (TMolde) e da temperatura do fundido (TFund) nas propriedades mecânicas do moldado em Polipropileno (PP). Pretende-se então averiguar se existem parâmetros de temperatura que possam permitir a obtenção de protótipos funcionais com características próximas as de peças injetadas em molde de aço. O efeito do material zamac-8, da TMolde e da TFund sobre as propriedades do moldado foi avaliado através da comparação com um moldado injetado em um molde em aço. As técnicas de caracterização das amostras incluíram os ensaios de tração, impacto e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os resultados mostraram que o molde- protótipo em zamac-8 possui influência significativa somente para a energia de impacto. Com a variação da TMolde e da TFund foram obtidos moldados com diferentes propriedades no molde-protótipo em zamac-8, confirmando a influência da variação destes fatores sobre o moldado. Desta forma, foi possível criar um modelo de regressão onde através da otimização dessas temperaturas é possível predizer um resultado. Assim, para este estudo, foi possível diminuir a influência do uso do zamac-8 sobre o moldado, sendo que a regressão mostrou-se uma ferramenta importante na busca de protótipos funcionais com propriedades mecânicas mais próximas do produto final. / The use of prototype tooling is an option to obtain functional prototype of injection molded plastic parts. These prototypes should have mechanical and physical characteristics as close as possible to the final parts obtained in production molds. In order to reduce manufacturing cost and time of these molds, alternative materials, such as aluminum and zinc alloys, can be employed. The difference in thermal conductivity of these materials results in a variation of the cooling rates, which can influence the mechanical properties of the moldings. The main objective of this work is to understand the influence of the prototype tooling material (zamak-8) and also the variation of mold temperature (TMold) and the melt temperature (TMelt) on the mechanical properties of Polypropylene (PP). The idea is then to verify if these temperature parameters may allow obtaining functional prototypes with similar characteristics to the PP injected in a steel mold. The influence of the zamak-8 material and the TMold and TMelt on the properties of the molding was studied by comparison with the molding injected in a steel mold. The characterization techniques used were tensile and impact tests and differential scanning calorimetry (DSC). The results showed that the prototype tooling using zamak-8 has a significant influence only in the impact energy. By varying the TMold and TMelt, moldings injected in the prototype tooling with zamak-8 were obtained with different properties, confirming the influence of these parameters on the molding. In this way, a regression model was developed where, by optimizing these temperatures, it is possible to predict a result. Thus, in this study it was possible to reduce the influence of the zamak-8 on the molded, and regression was shown to be an important tool in the search for functional prototypes closer mechanical properties of the final product.

A razão da existência de um molde-protótipo é de se obter rapidamente um injetado com o mesmo material e utilizando o mesmo processo de fabricação do produto final, com baixo custo. Seus injetados podem servir como protótipos, lotes pilotos, pré-séries ou ainda cobrirem a necessidade de uma baixa demanda de produto ou de pequenos lotes. Critérios de manufaturabilidade e de qualidades mecânicas são importantes na fabricação do molde-protótipo. Entretanto, além destes critérios, este molde deve ser capaz de produzir um injetado com qualidade semelhante ao produto injetado em um molde convencional. Observa-se, no entanto, que são escassos os estudos referentes à utilização de material alternativo para molde-protótipo e a influência deste material no produto injetado. Desta forma, o objetivo principal deste estudo é caracterizar um molde-protótipo usinado em liga de zinco (zamac-8), através da análise das propriedades físicas (Microscopia Eletrônica de Varredura com Energia Dispersiva de Raio-X, MEV-EDS) e mecânicas (Ensaios de Tração e Flexão) do polipropileno (PP) injetado nesta ferramenta e compará-lo ao injetado em aço. Os resultados demonstram que o PP injetado em zamac-8 possui características similares ao moldado em aço, sem apresentar contaminação. Assim, este material pode ser recomendado para esta finalidade. / The reason for the existence of a prototype mold is to obtain a quickly injected with the same material and using the same manufacturing process of the final product with low cost. Their models can serves as prototypes, pilot batches, preseries or the need to cover a lower demand for products or small batches. Criteria for manufacturability and mechanical qualities are important in the manufacture of prototype mold, but these criteria are only valid if this mold is capable of producing injected with a similar quality to the product injected into a conventional mold. However, there are few studies concerning the use of alternative material for prototype mold and the influence of that material into the product injected. Thus, the main objective of this study is to characterize a prototype mold machined in zinc alloy (Zamak-8), by analyzing the physical properties and mechanical properties of the polypropylene (PP) injected into this tool and compare it injected into the steel. The results show that the PP injected into zamac-8 has characteristics similar to the injected in steel mold, without contamination. Thus, this material can be recommended for the purpose for injection mold.

O uso de moldes-protótipo é uma opção para a obtenção de protótipos funcionais de peças de plástico injetadas. Estes protótipos devem possuir características mecânicas e físicas as mais próximas possíveis das peças finais obtidas em moldes de produção. A fim de diminuir o custo e o tempo de fabricação destes moldes, materiais alternativos, tais como o alumínio e ligas de zinco, podem ser empregados. Os diferentes níveis de condutividade térmica desses materiais resultam em diferentes taxas de resfriamento do polímero, o que pode influenciar nas propriedades mecânicas do moldado. O objetivo geral deste trabalho é entender a influência do material do molde-protótipo (zamac-8) e também da variação da temperatura do molde (TMolde) e da temperatura do fundido (TFund) nas propriedades mecânicas do moldado em Polipropileno (PP). Pretende-se então averiguar se existem parâmetros de temperatura que possam permitir a obtenção de protótipos funcionais com características próximas as de peças injetadas em molde de aço. O efeito do material zamac-8, da TMolde e da TFund sobre as propriedades do moldado foi avaliado através da comparação com um moldado injetado em um molde em aço. As técnicas de caracterização das amostras incluíram os ensaios de tração, impacto e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os resultados mostraram que o molde- protótipo em zamac-8 possui influência significativa somente para a energia de impacto. Com a variação da TMolde e da TFund foram obtidos moldados com diferentes propriedades no molde-protótipo em zamac-8, confirmando a influência da variação destes fatores sobre o moldado. Desta forma, foi possível criar um modelo de regressão onde através da otimização dessas temperaturas é possível predizer um resultado. Assim, para este estudo, foi possível diminuir a influência do uso do zamac-8 sobre o moldado, sendo que a regressão mostrou-se uma ferramenta importante na busca de protótipos funcionais com propriedades mecânicas mais próximas do produto final. / The use of prototype tooling is an option to obtain functional prototype of injection molded plastic parts. These prototypes should have mechanical and physical characteristics as close as possible to the final parts obtained in production molds. In order to reduce manufacturing cost and time of these molds, alternative materials, such as aluminum and zinc alloys, can be employed. The difference in thermal conductivity of these materials results in a variation of the cooling rates, which can influence the mechanical properties of the moldings. The main objective of this work is to understand the influence of the prototype tooling material (zamak-8) and also the variation of mold temperature (TMold) and the melt temperature (TMelt) on the mechanical properties of Polypropylene (PP). The idea is then to verify if these temperature parameters may allow obtaining functional prototypes with similar characteristics to the PP injected in a steel mold. The influence of the zamak-8 material and the TMold and TMelt on the properties of the molding was studied by comparison with the molding injected in a steel mold. The characterization techniques used were tensile and impact tests and differential scanning calorimetry (DSC). The results showed that the prototype tooling using zamak-8 has a significant influence only in the impact energy. By varying the TMold and TMelt, moldings injected in the prototype tooling with zamak-8 were obtained with different properties, confirming the influence of these parameters on the molding. In this way, a regression model was developed where, by optimizing these temperatures, it is possible to predict a result. Thus, in this study it was possible to reduce the influence of the zamak-8 on the molded, and regression was shown to be an important tool in the search for functional prototypes closer mechanical properties of the final product.

Orientador : Celia Marina de Alvarenga Freire / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T16:45:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_MariaElizianePiresde_D.pdf: 6548696 bytes, checksum: a583e3d7f5ab6c842a79ec6878142db1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: As características protetoras das superfícies de aços galvanizados são geralmente intensificadas através da passivação por cromo hexavalente (Cr+6). Porém, por ser este um elemento tóxico, vários estudos visando a substituição do procedimento de cromatização vêm sendo realizados. As resinas de polissiloxanos e materiais híbridos organo-inorgânicos preparados pelo processo sol-gel, podem vir a ser um excelente substituinte ao processo de cromatização. Neste trabalho, filmes híbridos organo-inorgânico e filmes de silicone foram aplicados em aço galvanizado e em camadas de Zn-Fe. Os revestimentos foram então avaliados através de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica. Os dados obtidos pela Espectroscopia foram modelados através de um circuito equivalente, permitindo a obtenção dos parâmetros eletroquímicos para os sistemas avaliados. Além disso, o potencial em circuito aberto, para os diferentes sistemas, foi monitorado durante processo de desgaste em sistema pino-disco em solução de NaCI 3%. Os revestimentos foram comparados em termos de resistência à corrosão e coeficiente de fricção. Os resultados mostram um bom desempenho para os revestimentos como protetores de corrosão e o comportamento destes mostraram-se dependente do tipo de revestimento metálico que foi aplicado no aço / Abstract: Chromating pre-treatments have been widely used to improve galvanized steel corrosion resistance. However, due to the high toxicity of chromate ions, chromatation pre-treatments tend to be banned and, in last years, alternative coating systems are under investigation. Recently, polysiloxanes and hybrids materiais by the sol-gel process have been extensively investigated. These materiais may be considered as promising substitutes for chromatation pre-treatments. In this work organic-inorganic hybrid materiais and silicone films have been prepared and applied on galvanized steel and on steeJ electroplated with a Zn-Fe alloy. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) was used as a technique for the evaluation of the corrosion mechanisms of the coating systems and the EIS data was fitted to an equivalent circuit from which the electrochemical parameters were obtained. Additionally, the evolution of open circuit potential, for samples, was monitored during alternative reciprocating sliding against an alumina pin in a 3% NaCl solution. The behaviour of the coatings has been compared in terms of corrosion potential and friction coefficient. Results show the protective character of the hybrid films and silicon resin films, when compared with uncovered specimens. The overall performance of the coating systems appears to be highly dependent on the type of metallic coating applied to the steel / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica