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

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The aim of this work is to determine the life of twist drills used for dental implantology when drilling bovine tibia bones and to study the influence of the cutting conditions. The inputs variables considered were the cutting tool material, the feed velocity and the spindle speed. The outputs variables monitored were the number of drilled holes, the workpiece temperature, the thrust force and the tool wear. The tests were carried out in a CNC machine center and the cutting parameters were varied following a 23 experimental design. Three types of uncoated tool materials were used, a martensitic stainless steel (M340/Böhler), an austenitic stainless steel (AISI 316L) and a ceramic (zircon stabilized with Y2O3). The tool lives were expressed by the number of drilled holes considering a limit of the workpiece temperature of 47ºC, used as the end of tool life criterion. The temperatures were monitored by using three thermocouples of the type T (cupper-constantan) inserted in the work material samples, positioned very close to the drill wall. The thrust force was measured with a Kistler rotating dynamometer. A data acquisition board and a computer were used for automation of the measurement system. A mixture of 20% of car radiator fluid and water was applied as coolant (irrigation) with a flow rate of 160 ml/min. The results showed that the martensitic stainless steel outperformed the austenitic stainless steel and the ceramic material. The lowest temperatures and a conformity state at the clinic standard for thrust force values were obtained with the highest cutting parameters (45 mm/min and 2500 rpm). It was observed that the higher feed velocity promoted a temperature drop, while the higher spindle speed decreased the thrust force. / O objetivo deste trabalho é determinar a vida de brocas para implantodontia através de furação em tíbia bovina e estudar a influência das condições de corte utilizadas. As variáveis de entrada do trabalho foram o material de ferramenta, a velocidade de avanço e a rotação. E as variáveis de saída monitoradas foram o número de furos realizados, a temperatura próxima à parede óssea, a força de avanço e o desgaste das ferramentas. Os testes foram executados em um Centro de Usinagem variando os parâmetros de corte seguindo um planejamento experimental 23. Três tipos de materiais de ferramenta não revestidos foram utilizados, um aço inoxidável martensítico (M340/Böhler), um aço inoxidável austenítico (AISI 316L) e um cerâmico (zircônia estabilizada com Y2O3). A vida da ferramenta foi expressa pelo número de furos realizados considerando como critério de fim de vida a temperatura na peça igual a 47ºC. As temperaturas foram monitoradas pelo uso de três termopares do tipo T (cobre-constantan) inseridos no corpo-de-prova e posicionados próximo à parede do furo. A força de avanço foi medida com um dinamômetro rotativo Kistler. Uma placa de aquisição de dados e um computador foram utilizados para a automação do sistema de medição. Uma mistura de 20% de líquido de arrefecimento automotivo foi utilizada como refrigerante (irrigação) a uma vazão de 160 ml/min. Os resultados mostraram que o aço inoxidável martensítico superou o aço inoxidável austenítico e o material cerâmico. Menores temperaturas e um estado de conformidade aos padrões clínicos para valores de força de avanço foram obtidos com os maiores parâmetros de corte (45 mm/min e 2500 rpm). Observou-se que velocidade de avanço alta promove principalmente a queda da temperatura, enquanto a rotação elevada à queda na força de avanço. / Mestre em Engenharia Mecânica