Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Banca: José Vitor Candido de Souza / Banca: João Roberto Ferreira / Banca: Amauri Hassui / Banca: Izabel Fernanda Machado / Resumo: Com a constante evolução tecnológica nas áreas aeronáutica, espacial, automobilística, dentre outras, o uso de materiais com elevadas resistência mecânica e à corrosão em altas temperaturas tem sido cada vez mais necessário. Dentre os materiais que atendem a estes requisitos em temperaturas até 815 ºC está a liga à base de níquel Pyromet® 31V (N07032). Esta liga é utilizada na confecção de válvulas de exaustão em motores diesel de alta potência nas quais é exigida, além de resistência a altas temperaturas, uma grande resistência à sulfetação, à corrosão e à fluência. Entretanto, devido à sua grande resistência mecânica e baixa condutividade térmica, ocorre uma concentração de calor principalmente na interface cavaco-ferramenta dificultando assim a sua usinabilidade. Este trabalho teve como objetivo estudar a usinabilidade da liga Pyromet® 31V nas condições laminada à quente (42 HRC) e seguida de solubilização e envelhecimento (37 HRC) utilizando-se ferramentas de metal duro com e sem recobrimento, com lubrificação abundante e com a técnica de MQF. Em termos de vida da ferramenta, os melhores resultados para as ferramentas recobertas foram para avanços de 0,15 (laminadas) e 0,12 mm/rot. (solubilizadas). Devido à imprevisibilidade na formação do desgaste de entalhe e APC, não houve uma tendência clara de elevação ou queda na vida e/ou volume de material removido em função do avanço. Os mecanismos de desgaste atuantes nas ferramentas recobertas foram abrasão, attrition e martelamento e nas sem recobrimento foram difusão e abrasão. Na usinagem com MQF obteve-se bom acabamento superficial, vida razoável e reduzido volume de material removido. Já a ausência de recobrimento ocasionou uma redução de 70% no volume removido. Os cavacos gerados foram diversificados, mas predominantemente longos, destacando-se também a formação de cavacos duplos / Abstract: Considering the constant technological developments in the aeronautical, space, automotive and nuclear areas, among others, the use of materials with high mechanical strength and corrosion resistance at high temperatures has been increasingly necessary. Among the materials that meet the mechanical strength and corrosion properties at temperatures up to 815 °C one can find the nickel base alloy Pyromet® 31V (N07032). This alloy is commonly applied in the manufacturing of high power diesel engines exhaust valves, where it is required besides the high temperature resistance, high resistance to sulfide-containing environments, corrosion and good resistance to creep. However, due to its high mechanical strength and low thermal conductivity, it occurs concentration of heat in the workpiece-tool and tool-chip interfaces, resulting in low machinability. This work aimed to study the machinability, using the cemented carbide coated and uncoated tools, of the hot-rolled (42 HRC) and solubilizing-aging (37 HRC) conditions of the Pyromet® 31V alloy, using two conditions, abundant fluid and MQF techniques. The best results for tool life with coated tools were with 0.15 (hotrolled) and 0.12 mm/rev. (solubilizing-aging) feed rates. Due to the unpredictability in the formation of the notch wear and built-up edge (BUE) it wasn't observed a noticed tendency to increase or decrease in tool life and/or volume of removed material due to the feed rates. The wear mechanisms in coated tools were abrasion, attrition and hamming and in the uncoated tools were diffusion and abrasion. In the turning of this alloy with MQF, good surface finish, reasonable tool life and reduced volume of material removed were obtained. However, the absence of coated caused a 70% reduction in volume removed. The chips generated were of several types, but predominantly long, highlighting also the doubles chips formation / Doutor

Orientador: Luiz Eduardo de Ângelo Sanchez / Banca: Vicente Luiz Scalon / Banca: Alisson Rocha Machado / Resumo: A crescente produtividade de aumento na produtividade em operações de usinagem toma cada vez mais importante o desenvolvimento de novas ferramentas de corte e novos métodos de manufatura, os quais devem ter a capacidade de preencher a demanda atual. Deste modo, muitos esforços têm sido direcionados para permitir a utilização de velocidade de corte cada vez maiores. Um grande desafio é controlar a temperatura durante o processo de usinagem, uma vez que a temperatura aumenta com o aumento da velocidade de corte, reduzindo a dureza a quente da ferramenta e alimentando os mecanismos de desgaste. Para minimizar estes efeitos, vários métodos de refrigeração têm sido propostos, cada um com suas vantagens e desvantagens. Os métodos convencionais de refrigeração, que utilizam fluidos de corte, embora possuam eficiência reconhecida, adicionam custos ao processo, além de serem causadores de problemas relacionados com o meio ambiente e com a saúde dos operadores. Neste contexto a usinagem a seco, associada com o emprego de ferramenta com alta dureza a quente, tem sido um bom método para evitar os problemas mencionados. Outra opção é a usinagem criogênica, que utiliza ferramentas de metal duro em temperaturas abaixo de -150ºC, utilizando, para isso, nitrogênio líquido como fluido refrigerante. Entretanto, este método traz alguns problemas, como a necessidade de equipamentos especiais com tamanho significante ao lado da máquina-ferramenta. Neste estudo é proposto o desenvolvimento e a construção de um sistema de refrigeraçã de ferramenta para o processo de tornemaneto, com baixo custo e manutenção simples, composto por um porta-ferramenta, com um fluido refrigerante passando internamente ao seu corpo em um circuito fechado, onde o fluido evapora em uma câmara abaixo do inserto de usinagem, removendo assim calor da ferramenta. O fluido refrigerante passa então através... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The growing need of increase in productivity in machining operations emphasizes the importance of the development of new cutting tools and new manufacturing methods, which have the capacity to fulfill the present demand. In this way, many efforts are directed to enable the utilization of higher cutting speeds. One great challenge is to control the temperature during the machining process, since the temperature rises with the increase of the cutting speed, reducing the hot hardness of the cutting tool and accelerating the tool wear mechanism. To minimize these effects, many cooling methods have been proposed, each one with advantages and disadvantages. The conventional cooling methods, which use cutting fluids, although have recognized efficiency, add costs to the process, besides to cause problems regarding to the environment and operators health. In this context, dry machining, associated with the employment of tools with high hot hardness, has been a good method to avoid these problems. Another option is the cryogenic machinig, which utilizes carbide tools in temperatures lower than - 150ºC, using, for this, liquid nitrogen as cooling fluid. However, this method brings some problems, like the need of special devices with significant size around the machine-tool. In this work, it is proposed the development and the construction of a cooling tool system for turning process, with low cost and simple maintenance, composed by a tool-holder, with a cooling fluid flowing within its body in a loop circuit, where the fluid evaporates just under the insert location, removing heat from it. The cooling fluid passes through a heat exchanger where it condensates and a new cyble is started. As result the development system provides a tool life equal or better than with the cutting fluid application, with clear economic and environmental advantages / Mestre

Resumo: Um dos principais objetivos da indústria metal-mecânica é o aumento da produtividade nos processos de usinagem, o que pode ser conseguido por meio de maiores taxas de remoção de material. Este requisito está associado ao desgaste da ferramenta de corte, uma vez que a redução de sua vida acarreta aumento dos custos de fabricação, não só pelo valor unitário da ferramenta, mas também pelo tempo consumido na indesejável interrupção da operação. Atualmente, um dos importantes caminhos para o aumento da vida da ferramenta aponta para o desenvolvimento de materiais mais resistentes ao desgaste, como as pastilhas de nitreto cúbico de boro policristalino (PCBN). No entanto, o custo unitário destas ferramentas é consideravelmente alto... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: One of the main of the metalworking industry is the increase of productivity in machining processes, which can be obtained through larger material removal rates. This requirement is associated to be cutting tool wear evolution, since the reduction of tool life increases the production costs, not only for unitary value of the tool, but also for the time consumed in the undesirable interruption of the operation. Nowadays, an important way to increase tool life is the development of more wear resistant materials, such as polycrystalline cubic boron nitride (PCBN) cutting tools. However, the unitary cost of these tools is considerably high, about 10 to 20 times more expensive that coated carbide tools. In addition its best performance occurs at high-speed machining, that demands modern machine tools. Many researchers have been using the technique of heating a workpiece layer immediately before its removal by the cutting tool in order to reduce the shear stress and to improve... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / Coorientador: Paulo José Amaral Serni / Banca: Alexandre Mendes Abrão / Banca: Vicente Luiz Scalon / Mestre