Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-12-12T17:53:46Z No. of bitstreams: 1 MariaJoseSantosLima_TESE.pdf: 8256758 bytes, checksum: 2af332071bb76b3070e1cdcc7d8adcb2 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-12-13T17:58:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MariaJoseSantosLima_TESE.pdf: 8256758 bytes, checksum: 2af332071bb76b3070e1cdcc7d8adcb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-13T17:58:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaJoseSantosLima_TESE.pdf: 8256758 bytes, checksum: 2af332071bb76b3070e1cdcc7d8adcb2 (MD5) Previous issue date: 2017-07-18 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Neste trabalho foram sintetizados p?s-comp?sitos WC-Ni atrav?s de Carborredu??o da mistura de paratungstato de am?nio hidratado (APT) com o nitrato de n?quel nas propor??es (5% p.Ni, 10% p.Ni e 15% p.Ni) a baixa temperatura (800?C a 950?C) e em curto tempo de rea??o (90 min a 150 min) em um ?nico processo de s?ntese. Os p?s foram caracterizados por difra??o de raios X, microscopia eletr?nica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva (EDS), e fluoresc?ncia de raios X (FRX), an?lise de tamanho de part?culas e adsor??o de nitrog?nio pela t?cnica do BET, al?m de medidas de magnetiza??o, coercividade e reman?ncia. O estudo do tamanho de cristalito foi obtido a partir dos dados dos difratogramas de raios X dos p?s-comp?sitos, atrav?s da equa??o de Scherrer. Foi realizado um planejamento experimental fatorial 23 com tr?s pontos centrais com a finalidade avaliar a influ?ncia das condi??es de s?ntese nas vari?veis-resposta. Os par?metros de s?ntese avaliados neste trabalho foram: tempo de rea??o (90min, 120min e 150min), temperatura de s?ntese (800?C, 850?C e 900?C) e concentra??o de n?quel em peso (5%p.Ni, 10%p.Ni e 15%p.Ni). Foi poss?vel produzir p?s-comp?sitos de WC-Ni nonom?tricos nas propor??es desejadas com a pureza desejada, com tamanho m?dio de cristalito variando de 24,2 nm at? 38 nm, com ?rea superficial variando de 24,6 m?/g at? 46,7 m?/g. Os p?s apresentaram morfologia com part?culas de tamanhos e formas variadas, bastante aglomeradas, bem como uma boa dispers?o e homogeneiza??o das fases. As caracter?sticas espec?ficas desses materiais nanom?tricos proporcionam a sua utiliza??o tanto para a produ??o de metal duro como em rea??es catal?ticas. Os p?s-comp?sitos obtidos neste trabalho foram aplicados na produ??o de metal duro-WC-Ni atrav?s de sinteriza??o em fase s?lida e l?quida, utilizando as t?cnicas de sinteriza??o convencional e sinteriza??o por ?spark plasma sintering? para fins de compara??o. Nas amostras sinterizadas, foram realizadas medidas de dureza Vickers e densidade por picnometria. Tamb?m foram realizadas an?lises de DRX, MEV e EDS com mapeamento. Os melhores resultados para as os sinterizados de WC-Ni, foram obtidos para as amostras sinterizadas via SPS a 1350?C, apresentando dureza Vickers (2322 HV) e densidade (97,67 %) superiores as das amostras sinterizadas por sinteriza??o convencional a maiores temperaturas. / In this work WC-Ni composite powders were synthesized by carborreduction of the hydrated ammonium paratungstate (APT) mixture with the nickel nitrate in proportions (5% p.Ni, 10% p.Ni and 15% p.Ni) a low temperature (800 ? C to 950 ? C) and small reaction time (90min to 150min) in a single synthesis process. The powders were characterized mainly by X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM), dispersive energy spectroscopy (EDS), X-ray fluorescence (FRX), particle size analysis and (BET) and measures of magnetization, coercivity and remanence. The study of crystallite size was obtained from the X-ray diffractograms of post-composites, using the Scherrer equation. A factorial experimental design 23 with three central points was carried out to evaluate the influence of the synthesis conditions on the response variables (crystallite size). The synthesis parameters evaluated in this work were: reaction time (90min, 120min and 150min), synthesis temperature (800 ? C, 850 ? C and 900 ? C) and concentration of nickel by weight (5% p.Ni, 10 % P.Ni and 15% p.Ni). It was possible to produce nanometric WC-Ni composite powders in the desired proportions with the desired purity, with a mean crystallite size varying from 24.2 nm to 38 nm, with a surface area ranging from 24.6m?/g to 46.7 m?/g. The powders presented morphology with particles of varied sizes and shapes, quite agglomerated and also presented a good dispersion and homogenization of the phases. The specific characteristics of these nanometric materials provide their use for both the hard metal in catalytic reactions.Therefore, the composite powders obtained in this work were applied in the production of WC-Ni hard metal by solid and liquid phase sintering using conventional sintering and Spark Plasma Sintering techniques for comparison purposes. In the sintered samples the measurements of Vickers hardness and density by pycnometry were performed. We also performed XRD, SEM and EDS analyzes with mapping. The best results for the sintered WC-Ni were obtained for the sintered samples via SPS at 1350?C, showing Vickers hardness (2322 HV) and density (97.67%) higher than the samples sintered by conventional sintering at higher temperatures. / 2018-08-23

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RamsesOCL_DISSERT.pdf: 6940131 bytes, checksum: ccaad3b0fc7afbcfa4cdd535d7f2c612 (MD5) Previous issue date: 2011-07-29 / This work presents the results, analyses and conclusions about a study carried out with objective of minimizing the thermal cracks formation on cemented carbide inserts during face milling. The main focus of investigation was based on the observation that milling process is an interrupted machining process, which imposes cyclic thermal loads to the cutting tool, causing frequent stresses changes in its superficial and sub-superficial layers. These characteristics cause the formation of perpendicular cracks from cutting edge which aid the cutting tool wear, reducing its life. Several works on this subject emphasizing the thermal cyclic behavior imposed by the milling process as the main responsible for thermal cracks formation have been published. In these cases, the phenomenon appears as a consequence of the difference in temperature experienced by the cutting tool with each rotation of the cutter, usually defined as the difference between the temperatures in the cutting tool wedge at the end of the cutting and idle periods (T factor). Thus, a technique to minimize this cyclic behavior with objective of transforming the milling in an almost-continuous process in terms of temperature was proposed. In this case, a hot air stream was applied into the idle period, during the machining process. This procedure aimed to minimize the T factor. This technique was applied using three values of temperature from the hot air stream (100, 350 e 580 oC) with no cutting fluid (dry condition) and with cutting fluid mist (wet condition) using the hot air stream at 580oC. Besides, trials at room temperature were carried out. Afterwards the inserts were analyzed using a scanning electron microscope, where the quantity of thermal cracks generated in each condition, the wear and others damages was analyzed. In a general way, it was found that the heating of the idle period was positive for reducing the number of thermal cracks during face milling with cemented carbide inserts. Further, the cutting fluid mist application was effective in reducing the wear of the cutting tools. / Este trabalho apresenta os resultados, an?lises e conclus?es de um estudo realizado com objetivo de minimizar o processo de forma??o e evolu??o de trincas de origem t?rmica em insertos de metal duro usados no fresamento frontal. O foco principal da pesquisa baseou-se na observa??o de que, por ser um processo de corte interrompido, o fresamento imp?e um carregamento t?rmico c?clico ? ferramenta de corte, conduzindo a frequentes varia??es de tens?es nas camadas superficial e sub-superficial de seu gume cortante. Tal caracter?stica leva ? forma??o de trincas no substrato, perpendiculares a aresta de corte, as quais auxiliam na acelera??o do desgaste e no fim de vida da ferramenta. Muitos trabalhos foram publicados sobre o assunto enfatizando a ciclagem t?rmica imposta pelo processo de fresamento como a principal causa da forma??o das trincas t?rmicas. Neste caso, o fen?meno surge como conseq??ncia da diferen?a de temperatura sofrida pela ferramenta de corte a cada giro da fresa, normalmente definida pela diferen?a entre as temperaturas no gume cortante imediatamente ao final das fases ativa e inativa (fator T). Assim, prop?s-se neste trabalho uma t?cnica que visa amenizar esta ciclagem t?rmica caracter?stica, por aproximar o fresamento frontal de um processo quase cont?nuo do ponto de vista t?rmico. Neste caso, um jato de ar quente foi aplicado na fase inativa da fresa durante todo o processo de usinagem, com objetivo de minimizar o fator T. Esta t?cnica foi aplicada usando tr?s valores de temperatura do jato de ar, 100, 350 e 580 ?C na condi??o a seco e 580?C na condi??o com fluido de corte aplicado por n?voa. Al?m disso, tamb?m foram realizados ensaios a temperatura ambiente. Ao final dos ensaios de fresamento, os insertos foram conduzidos a um microsc?pio eletr?nico de varredura, onde a quantidade de trincas t?rmicas geradas em cada condi??o, o desgaste e demais avarias foram analisadas. De maneira geral, observou-se que o aquecimento da fase inativa forneceu resultados positivos na redu??o da quantidade de trincas t?rmicas no fresamento frontal com insertos de metal duro. Al?m disso, a aplica??o de fluido de corte por n?voa foi eficaz na diminui??o do desgaste das ferramentas de corte ensaiadas.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-01-23T13:48:58Z No. of bitstreams: 1 AlessandraAgnaAraujoDosSantos_TESE.pdf: 10998370 bytes, checksum: 203c8ccdd2621cf59c7c9d2ff97b9c73 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-01-24T13:58:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlessandraAgnaAraujoDosSantos_TESE.pdf: 10998370 bytes, checksum: 203c8ccdd2621cf59c7c9d2ff97b9c73 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-24T13:58:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlessandraAgnaAraujoDosSantos_TESE.pdf: 10998370 bytes, checksum: 203c8ccdd2621cf59c7c9d2ff97b9c73 (MD5) Previous issue date: 2017-10-11 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Metal duro do tipo WC-Co ? utilizado na usinagem, perfura??o e ou fabrica??o de ferramentas de corte. Atualmente, 70% das ferramentas de corte s?o carbetos do tipo WCligante. Em n?meros de produ??o, aproximadamente 40,000 MT de ferramentas ? base de WC foram produzidas mundialmente desde 2011. Hoje, mais de 90% da produ??o de todo o metal duro, do tipo WC-ligante, utiliza o cobalto como ligante principal. A superioridade do cobalto em rela??o a outros ligantes est? ligada a v?rios fatores, sendo o principal a largura da janela de carbono no diagrama de fase. As pesquisas por ligantes alternativos que possam vir a substituir ao menos de forma parcial o cobalto s?o de extrema import?ncia, devido: ? escassez e pre?o do cobalto e principalmente pelo sistema WC-Co ser carcinog?nico. O objetivo da referida tese de doutorado foi analisar a viabilidade do uso dos ligantes alternativos 316L e FeNi com adi??o de cromo no WC. Ambos os sistemas WC-316L (teores de ligante de 5, 7 e 20%) e WC-20%FeNi com adi??o de cromo (em 5, 10 e 20%) foram processados pela rota de metalurgia do p?, seguindo as etapas: prepara??o das misturas, moagem (1h, 24h), compacta??o uniaxial (200 MPa) e sinteriza??o a v?cuo (1400oC/1h). As caracteriza??es realizadas em todas as amostras sinterizadas foram: microsc?pia ?tica e eletr?nica, difra??o de raios x, satura??o magn?tica e coercitividade, dureza, ataque qu?mico eletrol?tico. Foi realizado c?lculos das sec??es verticais dos diagramas de fase para o sistema WC-FeNi com adi??o de cromo. Os resultados obtidos e discutidos demonstram que o ligante 316L n?o ? uma alternativa viav?l em metal duro devido conter elevado teor de cromo. O ligante alternativo 316L quando sinterizado com carbeto de tungst?nio sempre precipitar? fase eta, fato que inviabiliza sua aplica??o como ligante alternativo em WC. Para o ligante FeNi com adi??o de cromo, os resultados demonstram que o m?ximo teor de cromo que pode estar contido em solu??o em WC, de forma que n?o haja precipita??o de carbeto de cromo ? de aproximadamente 4%. A adi??o de cromo acima de 4% em solu??o, leva ? precipita??o de carbetos complexos de cromo, e ainda reduz drasticamente a janela de carbono do comp?sito. / Hard metal WC-Co is used in the machining, drilling and or manufacturing of cutting tools. Currently, 70% of the cutting tools are WC-binder carbides. In production numbers, approximately 40,000 MT of WC-binder tools have been produced worldwide since 2011. Today, more than 90% of all WC-binder production uses cobalt as the main binder. The superiority of cobalt over other binders is linked to several factors, the main being the width of the carbon window in the phase diagram. The search for alternative binders that may at least partially replace cobalt is of extreme importance due to the scarcity and price of cobalt and especially the WC-Co system being carcinogenic. The goal of this doctoral thesis was to analyze the feasibility of using alternatives binders 316L stainless steel and FeNiCr alloy, in tungsten carbide. Both system WC-316L (5, 7 and 20% of binder contents) and WC-20%FeNi with addition of chromium (in 5, 10 and 20% in solution) were processed by powder metallurgy route following the steps: preparation of the mixtures, milling (1h, 24h), compaction uniaxial (200MPa) and vacuum sintering (1400oC/1h). The all samples were characterized by optical and electron microscopy, xray diffraction, magnetic saturation and coercivity, hardness and electrolytic etching. The calculation of vertical sections of the phase diagrams for the system WC-FeNiCr was made. The results obtained and discussed demonstrate that the binder 316L, is not a viable alternative in hard metal because it contains high chromium content. The binder 316L when sintered with tungsten carbide will always precipitate eta phase, which makes its application as an alternative binder in WC impossible. For the binder FeNiCr, the results demonstrate that the maximum content of chromium that may be contained in solution in tungsten carbide that there is no precipitation of chromium carbide is approximately 4%. The addition of chromium above 4% in solution leads to the precipitation of chromium complex carbides, and further drastically reduces the carbon window of the composite.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EzequiasME_TESE.pdf: 4077046 bytes, checksum: 10fbafe209b02444fb805640364b456c (MD5) Previous issue date: 2011-08-22 / This work focuses on the creation and applications of a dynamic simulation software in order to study the hard metal structure (WC-Co). The technological ground used to increase the GPU hardware capacity was Geforce 9600 GT along with the PhysX chip created to make games more realistic. The software simulates the three-dimensional carbide structure to the shape of a cubic box where tungsten carbide (WC) are modeled as triangular prisms and truncated triangular prisms. The program was proven effective regarding checking testes, ranging from calculations of parameter measures such as the capacity to increase the number of particles simulated dynamically. It was possible to make an investigation of both the mean parameters and distributions stereological parameters used to characterize the carbide structure through cutting plans. Grounded on the cutting plans concerning the analyzed structures, we have investigated the linear intercepts, the intercepts to the area, and the perimeter section of the intercepted grains as well as the binder phase to the structure by calculating the mean value and distribution of the free path. As literature shows almost consensually that the distribution of the linear intercepts is lognormal, this suggests that the grain distribution is also lognormal. Thus, a routine was developed regarding the program which made possible a more detailed research on this issue. We have observed that it is possible, under certain values for the parameters which define the shape and size of the Prismatic grain to find out the distribution to the linear intercepts that approach the lognormal shape. Regarding a number of developed simulations, we have observed that the distribution curves of the linear and area intercepts as well as the perimeter section are consistent with studies on static computer simulation to these parameters. / Este trabalho versa sobre a cria??o e as aplica??es de um software de simula??o din?mica para estudo da estrutura do metal duro (WC-Co). A base tecnol?gica utilizada para amplia??o da capacidade de hardware foi a GPU Geforce 9600 GT com o chip Physx criada com o prop?sito de dar mais realismo aos jogos eletr?nicos. O software simula a estrutura tridimensional do metal duro com o formato de uma caixa c?bica onde os carbetos de tungst?nio (WC) s?o modelados como prismas triangulares e prismas triangulares truncados. O programa se mostrou eficiente em testes de verifica??o, desde c?lculos de medidas de par?metros como na capacidade de amplia??o do n?mero de part?culas simuladas dinamicamente. Foi poss?vel fazer uma investiga??o de par?metros m?dios e de distribui??es de par?metros estereol?gicos utilizados para caracterizar a estrutura do metal duro atrav?s de planos de cortes. Nos planos de cortes das estruturas analisadas foram investigados os interceptos lineares, intercepto de ?rea e per?metro de se??o dos gr?os interceptados e a fase ligante da estrutura atrav?s do c?lculo do valor m?dio e da distribui??o do livre caminho. Como a literatura ? quase consensual que a distribui??o dos interceptos lineares ? lognormal e que isso sugere que a distribui??o dos gr?os na estrutura tamb?m seja lognormal, foi desenvolvida uma rotina no programa, que possibilitou uma investiga??o mais detalhada dessa quest?o. Foi observado que ? poss?vel, sob certos valores para os par?metros que definem o formato e tamanho do gr?o prism?tico, encontrar distribui??o de interceptos lineares que se aproximam do formato lognormal. Nas v?rias simula??es desenvolvidas foi verificado que as curvas de distribui??es de interceptos lineares, de ?rea e per?metro de se??o, est?o de acordo com trabalhos na literatura de simula??o computacional est?tica desses par?metros.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GislaineBP.pdf: 2931348 bytes, checksum: a3914c6b0349281b46081bda792536cc (MD5) Previous issue date: 2008-03-19 / Hard metals are the composite developed in 1923 by Karl Schr?ter, with wide application because high hardness, wear resistance and toughness. It is compound by a brittle phase WC and a ductile phase Co. Mechanical properties of hardmetals are strongly dependent on the microstructure of the WC Co, and additionally affected by the microstructure of WC powders before sintering. An important feature is that the toughness and the hardness increase simultaneously with the refining of WC. Therefore, development of nanostructured WC Co hardmetal has been extensively studied. There are many methods to manufacture WC-Co hard metals, including spraying conversion process, co-precipitation, displacement reaction process, mechanochemical synthesis and high energy ball milling. High energy ball milling is a simple and efficient way of manufacturing the fine powder with nanostructure. In this process, the continuous impacts on the powders promote pronounced changes and the brittle phase is refined until nanometric scale, bring into ductile matrix, and this ductile phase is deformed, re-welded and hardened. The goal of this work was investigate the effects of highenergy milling time in the micro structural changes in the WC-Co particulate composite, particularly in the refinement of the crystallite size and lattice strain. The starting powders were WC (average particle size D50 0.87 μm) supplied by Wolfram, Berglau-u. Hutten - GMBH and Co (average particle size D50 0.93 μm) supplied by H.C.Starck. Mixing 90% WC and 10% Co in planetary ball milling at 2, 10, 20, 50, 70, 100 and 150 hours, BPR 15:1, 400 rpm. The starting powders and the milled particulate composite samples were characterized by X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) to identify phases and morphology. The crystallite size and lattice strain were measured by Rietveld s method. This procedure allowed obtaining more precise information about the influence of each one in the microstructure. The results show that high energy milling is efficient manufacturing process of WC-Co composite, and the milling time have great influence in the microstructure of the final particles, crushing and dispersing the finely WC nanometric order in the Co particles / O metal duro ? um comp?sito de matriz met?lica que tem grande aplica??o devido as suas propriedades, que aliam alta dureza e resist?ncia ao desgaste ? tenacidade. ? composto por uma fase fr?gil, o WC, e uma fase d?ctil, que pode ser o cobalto, o ferro ou o n?quel. Destes comp?sitos, o de maior destaque ? o WC-Co, que foi desenvolvido na d?cada de 20 e vem sendo estudado desde ent?o. As propriedades mec?nicas do comp?sito WC-Co, s?o dependentes das caracter?sticas microestruturais dos materiais de partida. Neste contexto, a obten??o do metal duro a partir de part?culas nanom?tricas vem sendo estudada. Existem v?rios m?todos de fabrica??o de metal duro WC-Co nanoparticulado, dentre as principais t?cnicas, a moagem de alta energia em moinho planet?rio, se mostra eficiente para este fim. Nesse processo, os p?s s?o submetidos a cont?nuos impactos, que provocam significativas altera??es em sua microestrutura. A fase fr?gil ? refinada at? a escala nanom?trica e a fase d?ctil ? deformada e soldada, formando placas, devido o excesso de deforma??o pl?stica, as placas tornam-se encruadas e sofrem fratura fr?gil. Simultaneamente as part?culas fr?geis s?o inseridas na fase d?ctil formando assim um comp?sito com matriz de cobalto pouco ou muito deformado e part?culas refinadas e dispersas de carbeto de tungst?nio. Estas caracter?sticas dependem das condi??es de moagem empregada. Neste trabalho foi realizada uma an?lise das caracter?sticas deste comp?sito quanto ao tamanho de cristalito, grau de encruamento, e morfologia. O principal objetivo deste trabalho ? investigar o efeito do tempo da moagem de alta energia nas altera??es microestruturais que ocorrem no comp?sito WC-Co, no que diz respeito ao refinamento das part?culas e a microdeforma??o da rede cristalina. Neste contexto foram utilizadas as t?cnicas de difra??o de raios X (DRX) e microscopia eletr?nica de varredura (MEV). A t?cnica utilizada para an?lise de tamanho de cristalito e microdeforma??o da rede cristalina foi o M?todo de Rietveld. Os resultados mostram que a moagem de alta energia foi eficiente na produ??o do comp?sito WC-Co com part?culas de WC nanom?tricas pouco ou muito encruadas

O material, metálico ferro fundido cinzento, é muito utilizado industrialmente, principalmente na área automobilística. Usinagem com alta velocidade tem sido uma tendência atual para aumentar a produtividade, com a possibilidade de se ober ótima qualidade superficial, possivelmente eliminando processos subseqüentes. Aliado à questão de qualidade ambiental, as operações de usinagem têm-se voltado para usinagem a seco ou com mínima quantidade de lubrificante (MQL - minimal quantity of lubricant). Este trabalho estuda o torneamento com alta velocdidade de ferro fundido cinzento GG25 através de usinagem a seco e com MQL. Utiliza-se, em operação de faceamento, ferramenta de cerâmica mista (Al2O3+ TiC) e metal duro com cobertura (TiCN/Al2O3/TiN), usando velocidades de corte muito acima dos valores tradicionais. Comparativamente o desgaste é significativamente menor na cerâmica. O tipo de desgaste predominante é o desgaste de flanco. Os principais mecanismos de desgaste encontrados são abrasão mecânica e delaminação. O aumento do avanço diminui o desgaste de flanco. Existe uma razão entre a vazão de óleo e a vazão de ar na lubrificação MQL que viabiliza sua aplicacão com relação ao desgaste de flanco. Em todas as condições testadas, o sistema MQL mostra ser capaz de reduzir a rugosidade superficial Ra. / The gray cast iron material is very used industrially, mainly in the automotive industry. High speed machining is the current tendency to increase the productivity, with the possibility of obtaining good surface quality, possibly eliminating subsequent operations. Due to regulations on the subject of environrnental quality, the machining operations have been turned to dry machining or minimal quantity of lubricant (MQL). This work studies the turning process at high speed of gray cast iron GG25 with dry machining and MQL techniques. The operation uses face turning with coated carbide (TiCN/Al2O3/TiN) and mixed alumina ceramic (Al203+ TiC) with cutting speeds much higher than the traditional recommended values. Comparatively, the wear is significantly smaller in the mixed alumina ceramic tools. The predominant type of wear is the flank wear. The main wear mechanisms are mechanical abrasion and delamination. The increase of feed values shows some reduction on the flank wear. It seems to exist an ideal ratio of oil to air in the MQL system, which makes possible its application for reducing flank wear on the tools. In all conditions tested, the MQL system shows to be able to reduce surface roughness (Ra).

O material, metálico ferro fundido cinzento, é muito utilizado industrialmente, principalmente na área automobilística. Usinagem com alta velocidade tem sido uma tendência atual para aumentar a produtividade, com a possibilidade de se ober ótima qualidade superficial, possivelmente eliminando processos subseqüentes. Aliado à questão de qualidade ambiental, as operações de usinagem têm-se voltado para usinagem a seco ou com mínima quantidade de lubrificante (MQL - minimal quantity of lubricant). Este trabalho estuda o torneamento com alta velocdidade de ferro fundido cinzento GG25 através de usinagem a seco e com MQL. Utiliza-se, em operação de faceamento, ferramenta de cerâmica mista (Al2O3+ TiC) e metal duro com cobertura (TiCN/Al2O3/TiN), usando velocidades de corte muito acima dos valores tradicionais. Comparativamente o desgaste é significativamente menor na cerâmica. O tipo de desgaste predominante é o desgaste de flanco. Os principais mecanismos de desgaste encontrados são abrasão mecânica e delaminação. O aumento do avanço diminui o desgaste de flanco. Existe uma razão entre a vazão de óleo e a vazão de ar na lubrificação MQL que viabiliza sua aplicacão com relação ao desgaste de flanco. Em todas as condições testadas, o sistema MQL mostra ser capaz de reduzir a rugosidade superficial Ra. / The gray cast iron material is very used industrially, mainly in the automotive industry. High speed machining is the current tendency to increase the productivity, with the possibility of obtaining good surface quality, possibly eliminating subsequent operations. Due to regulations on the subject of environrnental quality, the machining operations have been turned to dry machining or minimal quantity of lubricant (MQL). This work studies the turning process at high speed of gray cast iron GG25 with dry machining and MQL techniques. The operation uses face turning with coated carbide (TiCN/Al2O3/TiN) and mixed alumina ceramic (Al203+ TiC) with cutting speeds much higher than the traditional recommended values. Comparatively, the wear is significantly smaller in the mixed alumina ceramic tools. The predominant type of wear is the flank wear. The main wear mechanisms are mechanical abrasion and delamination. The increase of feed values shows some reduction on the flank wear. It seems to exist an ideal ratio of oil to air in the MQL system, which makes possible its application for reducing flank wear on the tools. In all conditions tested, the MQL system shows to be able to reduce surface roughness (Ra).

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The nickel-based superalloys have a high mechanical strength which remains at elevated temperature, high creep and fatigue resistances and excellent oxidation resistance. This makes these alloys highly recommended for use in high temperature working environments such as mechanical components for the aerospace industry. However, these characteristics are major problems when machining them, as it promotes high heat generation in the flow zone, resulting in the development of high wear rates on the cutting tools. In order to reduce the problems caused by the high temperatures generated, the application of a cutting fluid, when possible, is essential to reduce friction at the chip-tool-workpiece interfaces and lower the temperatures in the cutting zone. Seeking to further increase in the efficiency of cutting fluids during machining of nickel alloys, this work presents a study of the influence of solid lubricants, graphite and molybdenum disulphide (MoS2) mixed to a vegetal based cutting fluid, applied by conventional method (flooding) and minimal quantity of fluid - MQF in turning of Inconel 718 with carbide and ceramic (mixed, whisker and SiAlON) tools. When turning with cemented carbide tools the addition of graphite to the cutting fluid provided the best results, while with ceramic tools MoS2 presented the best performance. The life of the carbide tool had an average increase above 200% in conventional flooding application of cutting fluid when compared to MQF, regardless the addition of solid lubricant. The addition of solid lubricants promoted an increase in the life of whisker and SiAlON tools. The flank wear was dominant for cemented carbide tools and SiAlON ceramics, while for whisker and mixed ceramics the notch wear was predominant. Attrition and diffusion wear mechanism were observed in all evaluated conditions. The addition of solid lubricant to the cutting fluid provided significant improvements in the surface roughness values for most of the evaluated conditions. However, there were no significant changes in the machining forces and cutting temperature. The residual stress was tensile and compression, depending on the fluid application method. Overall, the addition of solid lubricant showed no significant differences. / As superligas à base de níquel apresentam alta resistência mecânica que se mantém em elevadas temperaturas, altas resistência à fluência e à fadiga e excelente resistência a oxidação. Isso torna estas ligas altamente recomendadas para utilização em ambientes que trabalham a altas temperaturas, como por exemplo na fabricação de componentes mecânicos para a indústria aeroespacial. Entretanto, esta característica representa um grande problema quando elas são usinadas, pois promove elevada geração de calor na zona de fluxo, implicando no desenvolvimento de altas taxas de desgaste da ferramenta de corte. A fim de reduzir os problemas causados pelas altas temperaturas geradas, a aplicação de um fluido de corte, quando possível, é essencial, proporcionando redução do atrito na interface cavaco-ferramenta-peça e menores temperaturas na zona de corte. Na busca de aumentar ainda mais a eficiência dos fluidos de corte na complexa usinagem das ligas de níquel, este trabalho apresenta um estudo da influência dos lubrificantes sólidos grafite e bissulfeto de molibdênio (MoS2) misturado a um fluido de corte de base vegetal, aplicados pelo método convencional (jorro) e mínima quantidade de fluído MQF, no torneamento do Inconel 718, com ferramentas de metal duro e cerâmicas (mista, whisker e SiAlON). No torneamento com ferramentas de metal duro a adição de grafite ao fluido de corte proporcionou os melhores resultados, enquanto que no torneamento com ferramentas cerâmicas, foi o MoS2 que apresentou melhor desempenho. A vida da ferramenta de metal duro teve um incremento acima de 200% na usinagem convencional (jorro) quando comparado com a usinagem por MQF, sem considerar a adição do lubrificante sólido. A adição de lubrificantes sólidos promoveu um incremento na vida das ferramentas whisker e SiAlON. O desgaste de flanco foi predominante para as ferramentas de metal duro e cerâmica SiAlON, enquanto que nas cerâmicas whisker e mista o desgaste de entalhe foi predominante. Os mecanismo de desgaste de attrition e difusão foram observados em todas as condições avaliadas. A adição de lubrificante sólido ao fluido de corte proporcionou melhorias significativas nos valores da rugosidade para a maioria das condições avaliadas. No entanto, não se observou mudanças significativas nas forças e temperatura de usinagem. As tensões residuais foram de tração e compressão, dependendo do método de aplicação do fluido. No geral, a adição do lubrificante sólido não apresentou diferenças significativas. / Doutor em Engenharia Mecânica