Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6341.pdf: 7602740 bytes, checksum: fec817279e952ea68e2131f1d4d86d90 (MD5) Previous issue date: 2014-07-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / The objective of this study was to evaluate the microstructure and the mechanical properties of hot extruded bars and cold rotary swaging wires of an AA7050 alloy. The ingot for the mechanical conformation operations was obtained by spray forming using machining chips from an aircraft manufacturer as raw material. The microstructural characterization of the final and intermediaries products (deposit and extruded bar) was performed by optical microscopy and scanning electron microscopy; the mechanical characterization was done by tensile tests. The deposit obtained by spray deposition was submitted to hot compression tests with the aim to obtain the parameters of a constitutive equation for predict the hot deformation behavior in two different conditions homogenized and without any treatment. The process route adopted showed to be effective to eliminate the porosity produced by the spray process, and also to refine the microstructure, resulting in mechanical properties meeting the requirements of the standard of this alloy for aircraft applications. The extruded bar and the rotary swaged wires presented both slant and cup-cone fracture, being this phenomena kept after the age treatment in the extruded products, which was attributed to the occurrence of preferential crystalline orientation of the grains during extrusion. This preferential orientation was not removed during the solution heat treatment before aging; on the other hand, the wires were completely recrystallized during solution heat treatment and this phenomenon has disappeared. Hot compression tests were performed with the aim of describe constitutive equations of the material behavior in both conditions previously to conformation (homogenized and without previously homogenization treatment). The hot compression test reveals distinct behaviors of dynamic recovering/hardening during the tests. / O objetivo deste trabalho foi o de avaliar a microestrutura e as propriedades mecânicas de barras extrudadas a quente e forjadas rotativamente a frio de uma liga AA7050. O lingote para as operações de conformação mecânica foi produzido por conformação por spray a partir de sucata proveniente da usinagem de componentes aeronáuticos. A caracterização microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura, a caracterização mecânica foi realizada por meio de ensaios de tração. O depósito obtido na conformação por spray foi submetido a ensaios de compressão a quente a fim de se obter equações constitutivas do comportamento do material sob deformação a quente, em duas condições iniciais (homogeneizado e como obtido). A rota de processamento adotada mostrou-se efetiva no fechamento dos poros inerentes ao processo de conformação por spray e no refino da microestrutura obtida, o que resultou em propriedades mecânicas atendendo aos requisitos de norma dessa liga para aplicação aeronáutica. O produto extrudado e os fios forjados apresentaram nos ensaios de tração fraturas tanto slant como uma mistura slant e taça cone, tendo este fenômeno continuado presente após envelhecimento nos produtos extrudados, o que foi atribuído à ocorrência de textura cristalográfica oriunda da extrusão, a qual não foi desfeita por recristalização durante tratamento térmico de homogeneização/solubilização; no caso dos arames os mesmos foram completamente recristalizados e o fenômeno desapareceu. Ensaios de compressão a quente foram realizados com o intuito de se descrever equações constitutivas do comportamento do material em ambas as condições prévias à conformação (homogeneizado e sem homogeneização prévia). Os ensaios de compressão revelaram comportamentos de amaciamento/endurecimento dinâmicos distintos durante os mesmos.

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-10-06T12:12:03Z No. of bitstreams: 1 DissDBB.pdf: 5945041 bytes, checksum: 5a06b23fa8083a6bb659bd41406da36b (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T20:19:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissDBB.pdf: 5945041 bytes, checksum: 5a06b23fa8083a6bb659bd41406da36b (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T20:19:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissDBB.pdf: 5945041 bytes, checksum: 5a06b23fa8083a6bb659bd41406da36b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-13T20:20:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissDBB.pdf: 5945041 bytes, checksum: 5a06b23fa8083a6bb659bd41406da36b (MD5) Previous issue date: 2015-09-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The oil exploitation and production in deep water involves drilling risers with over 7 km deep. In this condition, the environments found in such wells are too adverse, acting under the exploration and production equipment, high pressures, low temperatures, severe conditions of corrosion, wear and enabling environments to hydrogen formation in the presence of H2S. Stainless steels, such as supermartensitic, duplex and super duplex have corrosion resistance and mechanical properties suitable for use in pipes in oil exploitation; however, such materials have low wear resistance. Recent studies in DEMa-UFSCar shown promising results related to supermartensitic stainless steel with boron addition, promoting the borides formation which, in turn, increases the wear resistance of these materials. In this situation, no studies have yet been performed in relation to another critical requirement in this type of request: the hydrogen permeation. It is known that hydrogen in its atomic form, when it diffuses through the steel is deleterious to the mechanical properties. Thus, a more detailed study is needed to assess the influence of this element in such properties, analyzing his performance in microstructural character. The materials produced were characterized by techniques with X-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). After this stage, tensile specimens were hydrogenated by electrolytic technique and tested with low strain rate. The results were compared with the same material without a prior hydrogenation and showed a major influence of the microstructure in relation to the reduction of the absolute value of some important mechanical properties. / A exploração e produção do petróleo em águas profundas envolve a perfuração de poços com mais de 7 km de profundidade. Nessa condição, os ambientes encontrados em tais poços são demasiadamente severos, exercendo sob os equipamentos de exploração e produção, pressões elevadas, baixas temperaturas, condições severas de corrosão, desgaste e ambientes propícios à formação de hidrogênio na presença de sulfeto de hidrogênio (H2S). Aços inoxidáveis, como o supermartensítico, duplex e superduplex, por exemplo, possuem resistência à corrosão e propriedades mecânicas adequadas para utilização em tubos na exploração do petróleo, no entanto, tais materiais possuem baixa resistência ao desgaste. Trabalhos recentes realizados no DEMa-UFSCar mostraram resultados promissores relacionados ao aço supermartensítico com a adição de boro, promovendo a formação de boretos que por sua vez aumentam a resistência ao desgaste desses materiais. Nesta situação, é necessário um estudo mais aprofundado em relação a outro requisito fundamental nesse tipo de solicitação: a permeação do hidrogênio. É conhecido que o hidrogênio em sua forma atômica, quando se difunde através dos aços é deletério para as propriedades mecânicas. Dessa forma, um estudo mais detalhado é necessário para avaliar a influência desse elemento em tais propriedades (como limite de resistência a tração e deformação até a fratura), analisando sua atuação em caráter microestrutural. Os materiais produzidos foram caracterizados por técnicas como difração de raios X, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Após essa etapa corpos de prova de tração foram hidrogenados por via eletrolítica e ensaiados com baixa taxa de deformação. Os resultados foram comparados com os mesmos materiais ausentes de uma hidrogenação prévia e mostraram uma grande influência da microestrutura na redução do valor absoluto de algumas propriedades mecânicas importantes.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 resumo.pdf: 12556 bytes, checksum: ee4bb9d2f9a84c76e74376683a7246a3 (MD5) Previous issue date: 2006-11-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / With the advent of faster and more accessible computers, engineers are substituting the traditional "trial-and-error" approach in favour of simulation tools, attending the companies desires, that is produce products with more competitiveness, efficiency, technology and reducing costs. The objective of this work is to perform a cold forming numerical simulation of a mechanical component, obtained from a low carbon bar. Because of the component geometry, the process requires some conformation stages, been not possible to reach the final configuration with just one die and a punch. Three different conformation processes are analyzed, varying the number of intermediate stages and punch geometry strategies. Two of them showed some problems in their tools during the component process production. It is used the commercial softwares Ansys® and SuperForm® to the numerical analysis process. The former was not appropriate, because it showed some problems with the remesh resource. With the latter it is reached good numerical results, that are presented and compared with the produced component final dimensions. In addition, it is studied the failure of the tools used in the real process, numerical aspects related to the element size, material properties, displacement increment and the friction behavior influence. / Com o advento de computadores cada vez mais rápidos e acessíveis, engenheiros têm substituindo o tradicional método tentativa-e-erro por ferramentas de simulação, atendendo aos anseios da indústria, que é produzir produtos com maior competitividade, mais eficientes, com maior tecnologia agregada e reduzindo custos. Este trabalho tem como objetivo realizar a simulação numérica da conformação a frio de um componente mecânico, obtido a partir de uma barra de aço de baixo carbono. Destaca-se que devido à geometria do componente, o processo necessita de várias etapas de conformação, não sendo possível atingir a configuração final com apenas uma matriz e um punção. Três processos diferentes de conformação são analisados, variando o número de etapas intermediárias e estratégias de geometrias de punções, dos quais dois apresentaram falhas nas ferramentas durante o processo de fabricação do componente. Utilizaram-se os aplicativos comerciais Ansys® e SuperForm® para as análises numéricas dos processos, sendo que o primeiro não se mostrou muito apropriado, pois apresentou problemas com o recurso do remalhamento. Com o segundo programa obteve-se bons resultados numéricos, que são apresentados e comparados com as dimensões finais dos componentes fabricados. Além disso, estuda-se a falha das ferramentas usadas no processo real, aspectos numéricos relacionados com tamanho de elemento, propriedades do material, incremento de deslocamento e influência do comportamento do atrito.

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Coorientador: Marcelino Pereira do Nascimento / Coorientador: Joel Alexi / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Banca: José Vitor Candido de Souza / Banca: Márcia Regina Baldissera Rodrigues / Banca: Edson Vasques Moreira / Resumo: Diante da necessidade da produção de novos materiais para a indústria automotiva com melhores performances aliada à preocupação com as questões ambientais, visando a redução do consumo de combustíveis fósseis, surgiram, a partir da década de 1990, os aços avançados de alta resistência (AHSS), os quais conciliam uma pequena espessura da chapa e alta resistência mecânica. Porém, a produção em massa de componentes estruturais é limitada devido aos desafios na conformabilidade e união de chapas devido ao retorno elástico, conhecido como efeito springback. O presente trabalho avaliou 10 tipos de aços amplamente utilizados pela indústria automotiva, os quais estão agrupados em aços bifásicos, aços baixo carbono, aços endurecíveis após pintura e aços com interstícios livres. Todos esses materiais foram submetidos à caracterização mecânica e microestrutural por meio de determinação de composição química, ensaios de tração, ensaios de dureza e nanodureza, ensaios de dobramento de três pontos ao ar, análises de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) e simulação de dobramento mecânico pelo método de elementos finitos (MEF) em software ABAQUS. Com os resultados provenientes do MEF, foi possível identificar as diferenças nos perfis anisotrópicos de cada material e correlacionar cada perfil com as características cristalográficas analisadas por meio de EBSD. Assim, foi possível compreender a variação no grau de springback com base na estrutura do retículo cristalino, uma vez que as di... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In face of the need of the production of new materials for the automotive industry with better performance allied to the concern with environmental issues, aiming to reduce the consumption of fossil fuels, emerged from the decade of 1990, the advanced high-strength steels (AHSS), which reconcile a small sheet thickness and high mechanical resistance. However, the mass production of structural components is limited due to the challenges in conformability and union of sheets due to elastic return, known as springback effect. The present work has evaluated 10 types of steels are widely used in the automotive industry, which are grouped into biphasic steels, low carbon steels, bake hardening steels and interstitial free steels. All these materials were submitted to mechanical and microstructural characterization through determination of chemical composition, tensile tests, hardness Vickers tests and nanoindentation tests, sheet metal forming through three points bending in air, analyzes of electron backscatter diffraction (EBSD) and simulation of sheet metal forming by finite elements method (MEF) in ABAQUS software. With the results from the MEF, it was possible to identify the differences in anisotropic profiles of each material and correlate each profile with the crystallographic characteristics analyzed through EBSD. Thus, it was possible to understand the variation in degree of springback based on the structure of the crystal lattice, once the structural differences of cryst... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Este trabalho apresenta um estudo para implementação de sistema de gestão de manutenção, em indústrias de conformação de placas de revestimentos cerâmicos, pois o assunto é de extrema importância em toda a unidade produtora que requer extrair o mais alto grau de retorno dos seus meios, sejam eles matérias-primas, equipamentos e, principalmente, das pessoas, a fim de defrontar-se com igualdade perante seus competidores. Os prejuízos e a falta de eficiência precisam ser atacados de modo incessante para não prejudicarem os rendimentos e a marcha competitiva do empreendimento comercial. Contudo, atualmente, nessas companhias, por não possuir um bom planejamento e um controle adequado da área de manutenção, a indisponibilidade devido à parada de equipamentos alcança valores entre 8% e 9% e é, em média, o dobro da operada, nas empresas economicamente desenvolvidas. Fundamentado nestes fatos, foi desenvolvido um modelo de gestão de manutenção, em que, após o estudo, este foi validado por intermédio de uma aplicação real, cujos resultados obtidos demonstram a eficácia do sistema de indicadores no monitoramento e planejamento das atividades de manutenção. / This paper presents a study for implementation of system management and maintenance in industry-shaping of ceramic plates, because the subject of maintenance management is of utmost importance in the whole production unit that requires extracting the highest level of return their means, be they raw materials, equipment, and especially people in order to cope with equality before their competitors. The losses and inefficiencies need to be attacked incessantly not to harm the competitive yields and the march of commercial enterprise. Unfortunately for these companies, not having a good planning and adequate control of the area of maintenance, downtime due to the stoppage of equipment reaches values between 8% and 9% and is, on average, twice operated on companies economically developed. Based on these facts, we developed a model of maintenance management, in which, after study, this was validated through a real application, the results obtained demonstrate the effectiveness of the system of indicators for monitoring and planning of maintenance activities.

Este trabalho tem como objetivo geral avaliar o comportamento do processo de extrusão inversa para produzir pequenas peças em titânio puro CP grau 4 e promover a fabricação de uma pré forma visando o implante dentário modelo cone morse. Inicialmente, analisou-se o contexto da implantologia, identificando-se o problema da pesquisa. Em seguida, levantou-se um referencial bibliográfico sobre conformação mecânica, extrusão inversa, implantes dentários e titânio. Diante deste contexto, foi executado um planejamento experimental. Estudos preliminares da matéria-prima foram realizados para caracterização do material a ser conformado. Foi desenvolvida uma ferramenta para conformação por extrusão inversa a frio. As atividades relacionadas à alteração do fator do tamanho de grão e parâmetros definidos no equipamento como a velocidade e diâmetro do punção, estabeleceram as variáveis independentes no ensaio. Após realização dos experimentos, dados de dureza, fibramento e força de extrusão foram coletados e analisados estatisticamente. Finalmente, a partir da análise da peça extrudada, observou-se a viabilidade do uso da conformação a frio do titânio em pequenas peças, obtendo-se boa precisão dimensional e controle operacional. / This study aims at evaluating the behavior of indirect extrusion process to produce small parts in pure titanium grade 4 CP and manufacture a preform targeting dental implant model morse taper. Initially, the context of implantology was analyzed, identifying the research problem. Bibliographic reference on metal forming, extrusion inverse, dental implants and titanium was performed. Given this context, an experimental design was executed. Preliminary studies of the feedstock were carried out to characterize the material to be shaped. A tool for inverse cold extrusion was developed. Activities related to the change in grain size and parameters defined in the equipment and the speed and diameter of the punch, established the independent variables in the experiment. After finish of the experiments, data of hardness, grain flow and extrusion force were collected and analyzed statistically. Finally, from the analysis of extruded piece was observed feasibility of using cold forming of titanium in small pieces with good dimensional accuracy and operational control.

A elevada competitividade no mundo global de hoje em dia traz à tona diversos desafios à indústria metal-mecânica. Os dois maiores pilares nesta busca pela excelência são os custos e a sustentabilidade, já que a qualidade do produto é competência intrínseca no século XXI. Os aços microligados ganham importância neste cenário, pois sua utilização, geralmente, permite a supressão ou ao menos redução de alguns processos produtivos, o que se traduz em diminuição de custos e, muitas vezes, redução nos aspectos e impactos ambientais. Neste trabalho, buscou-se desenvolver uma composição química e um processo produtivo adequado para parafusos da classe 8.8 que, utilizando-se dos diversos mecanismos de endurecimento dos aços, fosse capaz de eliminar etapas de tratamentos térmicos ao longo do processo. O trabalho contou com o vazamento de uma corrida de um aço microligado ao nióbio, sua posterior conformação mecânica através da laminação, onde vários parâmetros foram avaliados na busca das melhores propriedades mecânicas, o processo de trefilação e conformação a frio dos parafusos e, por fim, o único tratamento térmico da cadeia: o envelhecimento. No decorrer de todas as etapas o material esteve sob avaliação dos parâmetros de processo e de suas propriedades mecânicas, utilizando-se basicamente de ensaios de tração e micrografias. Como resultado do estudo, é afirmada a viabilidade de produção destes parafusos de uma maneira mais sustentável, em função da redução de etapas no projeto e, portanto de seus insumos, possibilitando que o mesmo produto tenha agora um maior retorno financeiro (pelo menor custo de produção), ou mesmo sua oferta facilitada ao mercado de fixadores. Isso pode ser concluído já que, mesmo sem o tratamento de têmpera e revenido, o material atendeu as especificações da ISO 898-1 com folga, apresentando limite de resistência de até 1000MPa, limite de escoamento de 870MPa, alongamento e redução de área de 16 e 60% respectivamente. / The highly competitive global world of today brings many challenges to the metalworking industry. The two major pillars of this quest for excellence are sustainability and costs, since the quality of the product is intrinsic competence in the XXI century. Microalloyed steels have great importance in this scenario, because their use usually allows, the elimination or at least reduction of some production processes, which translates into lower costs and environmental impact. The objective of this work was to develop a chemical composition and a production route suitable for the 8.8 strength class screws using different steel hardening mechanisms to enable the elimination of heat treatment steps in the production process. During this work a continuous casting niobium microalloyed steel was produced followed by subsequent mechanical forming by hot rolling, where several parameters were evaluated to find the best mechanical properties, the process of drawing and cold forming screws, and finally , the single heat treatment of the chain: the aging. During all stages the material was under evaluation of process parameters and mechanical properties, primarily using tensile tests and micrographs. As a result of the study, it affirmed the feasibility of producing these screws in a more sustainable, due to the reduction of steps in the project, and therefore of its inputs, allowing the same product has a higher economic return (at lower cost production), or even easier to market its offering of fasteners. This can be done since, even without the treatment of quenching and tempering, the material met the specifications of ISO 898-1 with clearance, with tensile strength of up to 1000MPa, yield strength of 870MPa, elongation and reduction of area of 16 and 60% respectively.

A união por conformação eletromagnética de perfis tubulares de alta condutividade elétrica é um processo inovador e limpo que pode substituir com sucesso os processos convencionais de união baseados na fixação mecânica por parafusos, rebites, soldagem e adesivos estruturais. Esta tecnologia funciona a temperatura ambiente, permite a união de materiais diferentes e oferece potencial para promover novas aplicações na montagem de estruturas leves. Neste trabalho busca-se compreender a união por interferência de tubos por cravamento eletromagnético em termos de seus principais parâmetros com o objetivo de identificar a influência na resistência global das uniões e estabelecer a faixa útil de condições operacionais do processo. Inicialmente são apresentados os fundamentos teóricos do processo de conformação eletromagnética e suas principais variantes operacionais, seguido de um resumo do estado atual do conhecimento da aplicação desta tecnologia na união de perfis tubulares no qual é verificado que os parâmetros mecânicos são a tensão residual no mandril, a área e forma da zona de união e o coeficiente de atrito entre os componentes. Entretanto, tais parâmetros estão relacionados de forma complexa com o processo de cravamento eletromagnético, a começar pela energia e a distribuição do pulso de pressão magnética gerados pela máquina e ferramenta que “disparam” o processo de conformação, a folga inicial entre componentes, o material dos componentes e, a geometria, forma e rugosidade do mandril. O estudo experimental foca a união por interferência de tubos de alumínio (AA6082-O) com mandris de aço (AISI 1045) e alumínio (AA6082 nos estados O e T6) investigando de forma gradual a influência de parâmetros do processo na resistência mecânica (à tração) deste tipo de uniões. Os resultados obtidos demonstram que a resistência mecânica da união e os modos de falha associados são diretamente relacionados com os parâmetros de processo e condições do mandril. Além disso, outras importantes contribuições são apresentadas em relação à instrumentação para medição de fluxo magnético e eficiência global do processo e para o desenvolvimento e aplicações industriais desta tecnologia. / Joining of tubular profiles with high electrical conductivity by electromagnetic forming (EMF) is an innovative and clean technology that can successfully replace conventional joining technologies based on mechanical fixing with fasteners, rivets, welding and structural adhesives. The technology works at room temperature, allows joining dissimilar materials and offers potential to foster new applications in the assembly of lightweight tubular frame structures. This work investigates the interference-fit joining of tubes by electromagnetic crimping in terms of its major parameters with the aim of identifying their influence on the overall strength of the joints and establishing the useful range of process operating conditions. Initially, the theoretical principles of EMF and its main operational process variants are presented, followed by a summary of the current state of the knowledge of its application in the joining of tubular profiles in which it is found that the mechanical parameters are the residual stress at the joint interface, the area and shape of the joint interface and the friction coefficient between the joining partners. However, these parameters are related in a very complex way with the electromagnetic crimping process parameters, starting with the charging energy and by the machine and tool which generates the distribution of the magnetic pressure pulse that “triggers” the forming process, the initial gap between joining partners, the mandrel properties such as material, geometry, shape and surface roughness. The experimental study focuses the interference-fit of aluminum tubes (AA6082-O) on mandrels made of different materials and metallurgical conditions (AISI 1045, AA6082-O and AA6082-T6) and, therefore, the process is analyzed by the gradual influence of other process parameters aiming to achieve high strength joints. Results show that the joint strength and the associated failure mechanisms are directly related to process parameters and mandrel conditions. In addition, other important contributions are presented regarding the instrumentation for measuring the magnetic flux and overall process efficiency and to the development and implementation of this technology in industrial processes.

O presente trabalho foi desenvolvido com objetivo de analisar, comparar e validar, pelos métodos de simulação numérica e experimental, o comportamento do processo de perfuração por puncionamento para o aço AISI4140. Esse estudo será a base para a fabricação de eixos vazados em aerogeradores de energia como, em substituição a eixos maciços usualmente obtidos por fundição. O processo de perfuração por puncionamento é relativamente simples quando comparado com processos de perfuração mais elaborados, como cortes à laser, eletroerosão, usinagem, etc. No desenvolvimento e otimização do processo de perfuração para aplicação nos referidos eixos, surge, como auxílio, o processo de perfuração por puncionamento assistido por simulação computacional pelo Método dos Elementos Finitos - FEM. Neste estudo os corpos de prova, os punções e todo ferramental do processo de perfuração em si, foram modelados computacionalmente no “software” “Simufact.Forming 12.0”, avaliando-se as melhores formas e geometrias dos punções para o processo de puncionamento. Na simulação numérica foi utilizado o aço presente na biblioteca do referido “software” que corresponde ao aço AISI4140. Os resultados presentes na análise do processo computacional de perfuração por puncinamento mostraram que os punções de geometria estreita são os que apresentaram as menores forças para perfuração dos corpos de prova quando comparados às outras geometrias (denominadas de inclinada e pontuda). Para os estudos experimentais, o ferramental proposto foi confeccionado e montado para a devida comparação com os resultados obtidos a partir da simulação computacional. Os experimentos práticos bem como as simulações computacionais, foram montados para corpos de prova cilíndricos a 1100 ºC sendo perfurados por punções a uma velocidade de 3,7 mm/s. De acordo com os dados de força e deslocamento medidos pelo equipamento de aquisição de dados, pela célula de carga e pelo transdutor potenciométrico (LVDT), pôde-se realizar uma análise e estimativa das forças máximas que cada punção exerceu sobre as peças puncionadas. Os resultados das simulações computacionais demonstraram uma variação de 14% a 23% maiores das forças máximas de puncionamento, quando comparadas com as experimentais. Este resultado mostra que o “software” de simulação computacional pode prever, com boa aproximação, a força máxima de perfuração por puncionamento dos punções com diferentes formas e geometrias. O processo de perfuração por puncionamento pode ser considerado uma forma alternativa de perfuração para confecção de furos em corpos cilíndricos que, posteriormente, serão usados para manufatura de eixos vazados pelo processo de forjamento em matriz aberta. / This work was developed in order to analyze, compare and validate the methods of numerical and experimental simulation, the behavior of punching a punching process for AISI4140 steel. This study will be the basis for the manufacture of hollow shafts in wind turbine energy as a substitute for solid shafts usually obtained by casting. The puncturing by puncturing process is relatively simple compared to more elaborate drilling processes such as laser cutting, spark erosion, machining, etc. The development and optimization of the drilling process for use in these axes, emerges as an aid, the drilling process by punching assisted by computer simulation by Finite Element Method - FEM. In this study the samples, the punches and tooling throughout the drilling process itself, were computationally modeled on the "software" "Simufact.Forming 12.0", evaluating the best ways and geometries of the punches for the punching process. In numerical simulation was used this steel in the library of that "software" which is the AISI4140 steel. The results presented in the analysis of the computational process of drilling by puncinamento shown that close geometry punctures are those who had the lowest forces for drilling of the specimens when compared to other geometries (called inclined and pointed). For experimental studies, the proposed tooling was made and assembled for due comparison with the results obtained from computer simulation. Practical experiments and computer simulations were assembled cylindrical specimens at 1100 ° C being pierced by a punch of 3.7 mm / s. According to the data of force and displacement measured by the data acquisition equipment, the load cell and the potentiometric transducer (LVDT), it was possible to conduct an analysis and estimate of the maximum forces exerted on each punch punched parts. The results of computer simulations have demonstrated a variation of 14% to 23% higher maximum puncture forces of, when compared with the experimental. This result shows that the "software" of computer simulation can predict with good approximation, the maximum force of drilling by punching the punches of different shapes and geometries. The punching process for punching can be considered an alternative form of drill for making holes in cylindrical objects, which subsequently will be used to manufacture hollow shafts by forging process in an open array.

Este trabalho avalia o uso de insertos autolubrificantes de pó de aço ferramenta sinterizado para aplicação em ferramentas dos processos de Conformação a Frio. São apresentadas a preparação e a análise de diferentes composições de misturas de pós de aço ferramenta H 13. A Metalurgia do Pó convencional foi utilizada como processo para a obtenção dos insertos do estudo. Foram compactadas e sinterizadas misturas de pó de aço H13 com a adição de percentuais variados do lubrificante sólido Bissulfeto de Molibdênio – MoS2, também em pó, com o objetivo de atribuir propriedades de autolubrificação ao composto. O percentual de lubrificante sólido empregado nas amostras variou de 1% a 5%, com posterior sinterização. Os resultados obtidos no Ensaio de Atrito com anéis de Alumínio AA6351 recozido apresentaram nos insertos autolubrificantes do estudo coeficientes de atrito μ entre 0,10 e 015, menores que os valores μ entre 0,20 e 0,30 obtidos com aço H13 laminado convencional. Também o desgaste abrasivo do ferramental proposto avaliado no Ensaio de Abrasão com Roda de Borracha foi 12% menor quando comparado com o aço ferramenta H13 laminado exposto ao mesmo ensaio. / This study evaluates the use of self-lubricating tool steel powder sintered inserts for use in tools of Cold Forming processes. Preparation and analysis of various compositions of H13 tool steel powder mixtures are presented. The conventional Powder Metallurgy was used as a process for obtaining the study inserts. Were compacted and sintered mixtures of H13 steel powder with the addition of varying percentages of the solid lubricant Molybdenum Disulphide - MoS2, also in powder form, with the purpose of giving self-lubricating properties to the composite. The percentage of solid lubricant used in the samples varied from 1% to 5%, with subsequent sintering. The results of the friction test on AA6351 aluminum rings had friction coefficients μ between 0.10 and 015 with self-lubricating inserts in study, smaller than μ values between 0.20 and 0.30 obtained with the conventional steel H13 laminate. Also, the abrasive wear of the tooling proposed evaluated in the abrasion test with rubber wheel was 12% lower when compared to the H13 tool steel laminate exposed to the same test.