Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Co-orientador: Santiago del Rio Oliveira / Banca: Sandro Donnini Mancini / Banca: Manoel Cleber de Sampaio Alves / Banca: Alessandro Roger Rodrigues / Banca: Leonardo Roberto da Silva / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: As técnicas de lubri-refrigeração, Convencional e Mínima Quantidade de Lubrificante - MQL, foram analisadas e o particionamento de energia na região de contato foram determinadas para o processo de retificação plana de uma peça de aço ABNT 1020 com um rebolo convencional de Óxido de Alumínio (Al2O3), para diferentes profundidades de retificação. Para isso foi desenvolvido um modelo térmico obtido pela equação da difusão de calor bidimensional transiente com as suas condições de contorno, a equação resultante foi dicretizada pelo método dos Volumes Finitos, com formulação, implícita no tempo devido ao fato desta técnica não apresentar limitação quanto à escolha do intervalo de tempo. O sistema de equação resultante foi resolvido pelo método das Relaxações Sucessivas (Sucessives Over Relaxation). A técnica de transferência de calor reversa da Seção Àurea foi aplicada para estimar o fluxo de calor que entra na peça pela interface peça/rebolo. As temperaturas geradas pelo modelo térmico foram comparadas com as temperaturas experimentais medidas por um termoar tipo K localizado a uma determinada distância da superfície de retificação. As técnicas de lubri-refrigeração foram comparadas mostrando que para o método de lubri-refrigeração MQL em relação ao Convencional , o fluxo de calor que entra na peça foi 43% maior para a profundidade de retificação de 30um, 137% para 45um e 184% para 60um, enquanto que o calor removido pelo fluido de corte na lubri-refrigeração MQL representa 2,62% para 30um, 4,35 para 45um e 5,21% para 60um em relação ao Convencional / Abstract: Techniques for lubrification and cooling. Conventional and Minimum Quantify Lubrificant - MQL, were determined for the process of grinding a plane workpiece of steel SAE 1020 with a conventional grinding Aluminum Oxide (Al2O3), for different depths of rectification. For that obtained by a thermal model of transient two-dimensional heat diffusion with its boundary conditions, the equation resulting equation was discretized by the Finite Volume Method with implicit formulation in time was developed due to the fact that this techique does not introduce restriction on the choise time interval. The resulting system of equations was solved by the method of SOR (Successives Over Relaxation). The technique of reverse transfer of heat from the Golden Section was applied to estimate the flow of theat that enters the part number for the workpiece/wheel interface. The temperature generated by the thermal model were compared with measurements by a K-type thermocouple located at a given distance from the surface grinding experimental temperatures. The lubrification and cooling techniques were compared showing that for the method of lubrification and cooling compared to conventional MQL, the heat flux entering the number was 43% higher for the grinding depth of30um, 137% to 45um and to 184% for 60um, while the heat removed by the cutting fluid in the lubrification and cooling MQL is 2.62% to 30um, 45um 4.35% to 5.21% for 60 um of the Conventional / Doutor

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:03:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276264.pdf: 14233541 bytes, checksum: c3ce135b7d8f4ee1a90fe6530aaf6ae7 (MD5) / No presente trabalho foram desenvolvidos aços sinterizados autolubrificantes a seco, produzidos via moldagem de pós por injeção, nos quais o lubrificante sólido é gerado "in situ" durante a sinterização pela dissociação de carboneto de silício (SiC). O carboneto de silício é introduzido ao material na forma de partículas na etapa de preparação da massa de injeção. Na fase inicial do trabalho foi estudada a cinética de dissociação das partículas de SiC em função da temperatura e do tempo, quando misturadas a pó de ferro puro e a pó de ferro+0,8% de carbono. Nestas misturas foram adicionados teores crescentes de carboneto de silício (1 até 5% em massa). O elemento químico Si resultante da dissociação do carboneto de silício enriquece a matriz ferrosa e estabiliza a fase , na qual a solubilidade de carbono é muito baixa (menor que 0,02%); em decorrência, o carbono é retido no local de origem da partícula de carboneto em dissociação. Os estudos da cinética de dissociação mostraram ainda que esta é lenta e que depende, da temperatura, da composição química da matriz e do tamanho de partícula de ambos os componentes da mistura (pó de carboneto de silício e pó de ferro). Tamanhos de partícula da ordem de 10 m se mostraram mais adequados para promover a total dissociação em tempos e temperaturas normais de sinterização. Utilizando estas informações, foram produzidas amostras de aço sinterizado via moldagem de pós por injeção para o estudo do comportamento mecânico e tribológico. Conforme esperado, grande parte do carbono liberado na dissociação das partículas de carboneto de silício é retido no volume originalmente ocupado por estas, levando a obtenção de um aço sinterizado autolubrificante a seco durante a sua sinterização. O carbono resultante da dissociação apresenta-se na forma de folhas finas, com espessura na escala nanométrica, relativamente espaçadas entre si. Grande parte das ligas estudadas possuem um coeficiente de atrito especialmente baixo ( 0,1) associado a uma resistência à tração elevada (de 400 a 1000MPa). Considerando esta larga faixa de propriedades, pode-se dizer que é possível projetar o aço sinterizado especificamente para cada aplicação particular de engenharia demandada, ou seja, de acordo com a função de engenharia particular do componente.

O atual cenário competitivo do mercado siderúrgico exige que os custos industriais sejam minimizados ao máximo a fim de garantir o retorno aos acionistas e, em última análise, até mesmo a sobrevivência das companhias em certos mercados. Neste contexto, o homem de manutenção passa a exercer papel fundamental no sentido de trabalhar para evitar perdas, sejam por paradas inesperadas de produção ou por estratégias incorretas de manutenção, buscando conhecer melhor seus equipamentos e introduzir melhorias no projeto de forma a reduzir custos de manutenção e aumentar sua confiabilidade. Este trabalho tem o objetivo de fazer um estudo teórico-prático com a finalidade de conhecer os mecanismos de desgaste envolvidos na interface roda-trilho de pontes rolantes utilizadas em siderurgia a fim de se implementar melhorias no projeto destas rodas e estender a sua vida útil, reduzindo assim custos de manutenção e os prejuízos causado por interrupções não programadas de produção. Inicialmente, é feita uma revisão bibliográfica sobre o tema, sobretudo quanto ao desgaste mecânico e a interface roda-trilho. Como um típico sistema de desgaste mecânico, a abordagem foi feita analisando a influência das condições de superfície, de material e geometria. Com a condição de material fixada (roda e trilho), definiu-se analisar experimentalmente a influência da condição de lubrificação e da geometria das rodas, produzindo ao todo quatro experimentos. As rodas foram dimensionadas e colocadas em operação sob as mesmas condições e o seu desgaste foi monitorado na mesma base de tempo. Os resultados apontaram que a lubrificação exerce influência predominante na vida da roda, estendendo consistentemente sua vida útil, enquanto que a alteração de geometria exerce influência secundária, porém ainda com alguma contribuição. / The current competitive steel market requires that manufacturing costs are minimized to the maximum to ensure the return to shareholders and, ultimately, even the survival of companies in certain markets. In this context, the maintenance man begins to exercise its role in order to work to avoid losses, whether by unexpected production stoppages or incorrect maintenance strategies, seeking to better understand their equipment and make improvements in design to reduce maintenance costs and increase its reliability. This work aims to make a theoretical study and a practical evaluation in order to understand the wear mechanisms involved in the wheel-rail interface of overhead cranes used in the steel making industry in order to implement improvements in the design of these wheels with a view of extending life and reduce maintenance costs as well as losses due to unscheduled production interruptions. We begin with a literature review on the subject, focusing on the mechanical wear and wheel-rail interface. As a typical system of mechanical wear, the approach was made by analyzing the influence of surface conditions, material and geometry. With the condition of fixed material (wheel and rail), it was decided to analyze experimentally the influence of the lubrication condition and geometry of the wheels, producing a total of four experiments. The wheels were measured and made to operate under the same conditions and wear was monitored at the same time base. The results indicated that lubrication has a predominant influence in the life of the wheels, consistently extending its useful life, while the change in geometry influences secondary, but still with some contribution.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-03-01T04:04:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337499.pdf: 3616668 bytes, checksum: 5d5aef3c5b1c288568c3f8c612d16b27 (MD5) Previous issue date: 2015 / A lubrificação fluida é um ramo da tribologia bastante desenvolvido devido às inúmeras aplicações nos mais diferentes segmentos industriais. O regime de lubrificação limite é responsável por significativa parcela de perdas por atrito e desgaste em sistemas lubrificados. Por esse motivo, os óleos lubrificantes possuem aditivos em suas formulações para que os mesmos reajam com as superfícies em contato e movimento relativo para gerar tribofilmes antidesgaste na região do contato. Os aditivos possuem em sua composição química elementos como fósforo e enxofre que em grandes concentrações podem trazer danos à saúde humana e ao meio ambiente. Consequentemente, legislações cada vez mais severas pressionam para redução, ou até mesmo eliminação desses aditivos nos lubrificantes. Os DLC são revestimentos a base de carbono amorfo que possuem além de alta dureza e estabilidade eletroquímica, propriedades autolubrificantes. Portanto, os DLC possuem grande potencial para redução dos aditivos nos óleos, principalmente em regimes de lubrificação limite. Diversos estudos já foram conduzidos nesse sentido, contudo, a grande maioria deles utiliza óleos e aditivos da indústria automotiva de elevada viscosidade. É exatamente nesse ponto que o presente trabalho exerce grande avanço, pois avaliou o desempenho tribológico do DLC (a-C:H) em um cenário típico da indústria de compressores herméticos para refrigeração, ou seja, com lubrificante de baixa viscosidade (4,2mm²/s a 40°C). Para atingir os objetivos foram realizados testes com a configuração cilindro-plano (contato em linha), onde um cilindro desliza (movimento alternativo) sem rolar sobre uma superfície plana durante tempo e força normal pré-determinados. Os testes foram realizados a seco e repetidos com a presença do óleo. Foram analisadas as marcas de desgaste via microscopia óptica e eletrônica, interferometria óptica de luz branca, espectroscopia Raman e espectroscopia de energia dispersiva. Os resultados mostraram que o comportamento tribológico dos pares testados a seco são governados por tribocamadas, que por sua vez são formadas por partículas de desgaste oxidadas sujeitas a ação do contato. Além disso, foi encontrado carbono na forma de grafite nessas tribocamadas. A presença do óleo reduz o coeficiente de atrito dos pares testados e o aditivo BTP reage com as superfícies metálicas para formar tribocamadas antidesgaste. Mecanismos dúcteis atuam no desgaste do ferro fundido enquanto que no DLC ocorre degradação por mecanismo frágil. A sinergia entre tribocamadas provenientes da reação do aditivo com superfícies metálicas e a possível grafitização do DLC governam o desempenho tribológico dos pares envolvendo DLC e ferro fundido cinzento.<br> / Abstract : Liquid lubrication is a well-established technological branch due to several applications in different industrial segments. Boundary regime lubrication is responsible for a significant amount of frictional losses and wear in lubricated systems. For this reason, lubricating oils are usually formulated with different types of additives in order to form protective antiwear tribofilms on the real contact regions. Additives are composed of elements like phosphorus and sulfur that might be hazardous to human health and the environment when added in high concentrations. Therefore, severe regulations demand the reduction or even removal of such additives from lubricants. Diamond-like carbons (DLC) are a family of coatings containing high amounts of amorphous carbon that possess high hardness, chemical stability and self-lubricating properties. For this reason, DLCs have great potential in reducing the usage of additives in oils, especially in boundary lubrication regimes. Many studies have been conducted in this matter. However, these are mainly focused on automotive industry additives and oils with high viscosity. The main contribution of the present study is exactly on this point, since the hydrogenated DLC (a-C:H) in a typical hermetic compressors for refrigeration scenario was evaluated, with low viscosity oils (~4.2 mm²/s). The pair chosen was a cylinder vs plane, where the cylinder slides in a reciprocating movement without rolling on a plane surface during a constant time and normal load pre-determined. Dry and lubricated tests were conducted with the same configurations. Wear scars were analyzed using optical and electronic microscopy, white light interferometry, Raman spectroscopy and EDS. The results show that the tribological behavior of tested pairs under dry conditions are governed by tribolayers, generated by oxidized debris submitted to contact conditions. Furthermore, graphitic carbon was found in these tribolayers. Under lubricated conditions, the coefficient of friction (COF) is reduced and the BTP additive reacts with metallic surfaces in order to form antiwear tribolayers. Ductile mechanisms act in wear of cast iron while DLC wear occurs due fragile mechanisms. The synergy between tribolayers originated from reactions of the additive and metallic surfaces and DLC graphitization during friction determine the tribological behavior of pairs involving DLC and gray cast iron.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313630.pdf: 3545966 bytes, checksum: 8692ddc0fd6f14448855d04c5c0b3552 (MD5) / O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de aços com baixo coeficiente de atrito via metalurgia do pó através de uma rota de processamento que unisse as características metalúrgicas próximas aos aços produzidos por metalurgia do pó via injeção (MPI) com a facilidade e o custo do processo de fabricação via compactação de pós. Assim neste trabalho estudou-se uma rota de granulação de pós, utilizando a matéria prima empregada na MPI e um aglomerante orgânico para formar os grânulos. Os ligantes orgânicos estudados foram a parafina (PW) e o Etileno-Acetato de Vinila (EVA), e devido as características dos polímeros e dos pós empregados, o ligante que apresentou melhores resultados foi o EVA, que manteve os grânulos formados durante o manuseio dos pós granulados. A composição da liga estudada foi Fe+0,6C+3SiC, devido aos melhores resultados encontrados em trabalhos anteriores realizados no Laboratório de Materiais da UFSC. No presente trabalho, foi avaliada a influência do tamanho médio das partículas de ferro e de carboneto de silício (SiC), e as diferenças estruturais do material ao adicionar o polímero como agente formador de grânulos. Os pós inicialmente misturados em um misturador do tipo "Y" foram granulados via granulação a tambor, devido a escala laboratorial em que foi feito o trabalho. Assim que os processos de preparação dos pós foi concluído, partiu-se para a etapa de compactação e sinterização em ciclo único de extração de aglomerante e sinterização dos componentes. As peças foram submetidas a análises materiolográficas, mecânicas e tribológicos onde pode ser verificado que o objetivo do trabalho foi alcançado, as peças produzidas via compactação de pós granulados alcançaram resultados próximos aos resultados da liga de mesma composição produzida via MPI, com um tempo de processamento e custo próximo ao da metalurgia do pó via compactação.<br> / Abstract : The aim of this work was the development of powder metallurgy steels with low friction coefficient made by a new route. It is join metallurgical characteristics of steels produced by powder injection molding (MPI) with facilities and cost of the manufacturing process for compaction powders. In this work, it was studied the granulation of powders using the raw material used in the MPI and organic binder to form the granules. The organic binders studied were Paraffin Wax (PW) and Ethylene-Vinyl Acetate (EVA), and due to the characteristics of the polymers and the powder employed, the binder which presented better results was EVA, which retained the granules formed during the handling until the forming. The alloy composition studied was Fe +0.6 C +3 SiC, due to better results found in previous studies conducted in the Laboratory of Materials of UFSC. In the present study, we evaluated the influence of the average particle size of iron and silicon carbide (SiC), structural differences and with polymer as granulate agent. The powders were initially mixed in a Y-type mixer and they were granulated by tumbling granulation. Once the process has completed, it started the preparation of the compaction powders and sintering in a single cycle of binder removal and sintering of the components. The pieces were metallurgical, mechanical and tribologically analyzed and the aim of the work was achieved. The parts produced via granulated powders compaction achieved similar results to the results of the same alloy composition produced via MPI, with a processing time and cost close to the powder metallurgy via compaction.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:38:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319276.pdf: 3826214 bytes, checksum: fae2266a33be0465ab0f95e7a05cec4f (MD5) Previous issue date: 2013

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:12:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343192.pdf: 2942271 bytes, checksum: ba0bd67769b2ca044a6a666e41c061c4 (MD5) Previous issue date: 2016 / Dentre os diversos tipos de lubrificantes sólidos, um grupo de materiais a base de carbono conhecidos como carbono tipo diamante, ou Diamond-like Carbon (DLC), tem se destacado nas últimas décadas por apresentar elevada resistência ao desgaste, além das propriedades autolu-brificantes. Em geral, estes filmes são aplicados sobre substratos de ele-vado suporte mecânico para garantir a integridade dos filmes durante os contatos tribológicos. Neste contexto, o Laboratório de Materiais da Uni-versidade Federal de Santa Catarina (LabMat/UFSC) desenvolveu o pro-cesso CH?® que permite a deposição de filmes de DLC sobre substratos de baixo suporte mecânico, devido a nitretação prévia da superfície. No presente trabalho avaliou-se a influência da topografia de substratos de aço SAE 1020 nitretados e revestidos com DLC pelo processo CH?® no desempenho tribológico. Para tanto, amostras foram preparadas em cinco condições de acabamento superficial, obtendo-se superfícies com rugosi-dade média quadrática entre 0,01 e 0,25 µm. As superfícies foram anali-sadas por microscopia eletrônica de varredura e interferometria óptica de luz branca, antes e após processo de nitretação e deposição de DLC. Ape-sar da diferença topográfica inicial, após o tratamento a plasma as condi-ções avaliadas puderam ser agrupadas em duas famílias com característi-cas topográficas semelhantes, nomeadas Rugosas e Lisas. A espessura dos filmes formados foi medida por metalografia, e não apresentou alte-ração com a variação da topografia do substrato. Da mesma maneira a dureza e módulo elástico, medidos via nano indentação, não apresentaram variação nas condições estudas. Além disto, a configuração das ligações químicas foi avaliada por espectroscopia Raman e os filmes formados se mostraram homogêneos. A adesividade das amostras foi avaliada por in-dentação Rockwell-C, entretanto os resultados foram inconclusivos. A avaliação do desempenho tribológico foi realizada através de testes de durabilidade com configuração de esfera sobre plano ao ar. Assim como observado na análise topográfica, as condições avaliadas também pude-ram ser classificadas em Rugosas e Lisas de acordo com os coeficientes de atrito e durabilidade observados. Coeficientes de atrito da ordem de 0,05 foram observados nas superfícies Lisas, cerca de 50% menor queviiiaqueles observados nas amostras Rugosas. Através de alterações no es-pectro Raman obtido nas pistas de desgaste foi possível evidenciar a for-mação de tribocamadas nas superfícies das superfícies Lisas, juntamente com as imagens de MEV e análises químicas por EDS, justificam a redu-ção no coeficiente de atrito. Em síntese, a topografia do substrato influên-cia significativamente na formação de tribocamadas e, consequente-mente, no desempenho tribológico de filmes de DLC.<br> / Abstract : Among the various types of solid lubricants, one group of carbon based materials known as Diamond-like Carbon (DLC), have been under the spotlight in the last decades due to have high wear resistance in addi-tion to the self-lubricating properties. In general, these films are applied over substrate that hold high mechanical support and therefore to assure the integrity of the DLC films during tribological contacts. Within this context, the Materials Laboratory (LabMat) from UFSC has developed the CH?® process, which allows the deposition of DLC films over soft metallic substrates, once the surfaces are nitrided prior to the deposition. The present study evaluated the influence of the topography of SAE 1020 steel substrates, which were nitrided and coated with DLC through the CH?® process, on the tribological performance of the components. To do so, samples were prepared in five surface finishing conditions, yielding with root mean square roughnesses (Sq) ranging from 0.01 to 0.25 µm. The surfaces were assessed through Scanning Electron Microscopy and White Light Optical iInterferometry before and after the nitriding and DLC deposition processes. Despite the initial topographical distinction between the conditions, the plasma surface treatment lead to two groups of samples with similar topographic features, named Rough and Smooth. The film thickness, which was measured by Optical Microscopy of metal-lographically prepared samples, is independent of surface topography. Likewise, no variation was observed in the hardness and the modulus. Furthermore, the configuration of the chemical bonds was evaluated through by Raman spectroscopy and the formed films were considered homogeneous. The adhesion of the samples was evaluated by Rockwell-C indentation however, the results were inconclusive. The tribological performance was assessed by durability tests on ball-to-plane tribotester in ambient air. As observed in the topographic analysis, the evaluated conditions were classified Rough and Smooth, according the measured friction coefficient and durability. Friction coefficients as low as 0.05 were observed for tribological system of the Smooth surfaces, about 50% lower than those measured on the Rough conditions. Due to changes inxthe Raman spectrum obtained from the wear scars, it was possible to iden-tify the formation tribofilms on the Smooth surfaces. In addition to the Raman analysis, SEM and EDS results supports the comprehension of the reduction of the friction coefficient measured on the Smooth samples. In summary, the substrate topography significantly influences tribofilms formation and tribological performance of DLC films.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T08:04:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:12:03Z : No. of bitstreams: 1 176582.pdf: 21406176 bytes, checksum: e4aa880704671769e72c4acc41c06846 (MD5) / O principal objetivo deste trabalho é analisar o comportamento das forças na usinagem e da vida da ferramenta no processo de fresamento de topo reto com a eliminação ou minimização do fluido de corte. Utilizaram-se fresas inteiriças de metal-duro e aço-rápido, com e sem revestimento de carbonitreto de titânio (TiCN). As ferramentas de metal-duro são de mesma geometria, assim como as de aço-rápido, todas com 10 mm de diâmetro, dois gumes e haste cilíndrica. Nesse estudo foi empregada a usinagem a seco, a usinagem com emulsão e a usinagem com mínimas quantidades de fluido de corte vegetal e mineral (MQFC). Obtiveram-se, assim, informações tecnológicas que permitem uma comparação entre as situações atuais de produção que utilizam emulsão como meio lubri-refrigerante (fluido de corte) e a usinagem com eliminação ou minimização do fluido de corte. Essa característica é importante do ponto de vista econômico e ecológico, pois no processo de fresamento os custos envolvidos desde a compra até o descarte do fluido são, na maioria das vezes, maiores que os benefícios proporcionados à ferramenta em termos de vida, além dos prejuízos à saúde do operador e ao meio ambiente causados pelos fluidos. Nos experimentos foi monitorada também a evolução do desgaste na face e nos flancos de cada gume da ferramenta. O material utilizado para a execução dos ensaios foi o aço SAE 1040 e as condições de usinagem selecionadas para a operação de desbaste. A avaliação dos resultados obtidos mostrou que a utilização de emulsão é prejudicial à vida da ferramenta na maioria dos casos analisados. Esse aspecto ratifica a tendência de eliminação do fluido de corte no processo de fresamento de topo reto. Outra conclusão importante refere-se aos benefícios do revestimento TiCN ao processo de fresamento em termos de taxa de usinagem Q, pois esse tipo de revestimento permite a utilização de maiores velocidades de corte, assim como proporciona maiores vida à ferramenta de corte.

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:26:10Z : No. of bitstreams: 1 000836597.pdf: 1395501 bytes, checksum: ab1783338e3534cbfabfa10454673ffe (MD5) / A correção de irregularidades nas superfícies de peças metálicas pode ser realizada mediante a usinagem por abrasão, na qual, torna-se indispensável, tanto a refrigeração da superfície usinada, quanto a lubrificação no contato da ferramenta (rebolo) com a peça, visando a uma melhor qualidade final para o produto. Para tanto, deve-se buscar métodos que quando comparados aos processos de usinagem que utilizam o sistema convencional de lubri-refrigeração (fluido abundante), apresentem melhores resultados quanto à qualidade das peças, resalizando as principais funções existentes da refrigeração, lubrificação e limpeza dos cavacos da zona de corte. Um dos métodos é a Mínima Quantidade de Lubrificante (MQL), que utiliza baixo fluxo de óleo a elevada pressão, diminuindo, pois, os resíduos finais do processo. Também existe outro método que consiste em adicionar água ao sistema de MQL, diminuindo ainda mais o volume de óleo no fluido de corte. Desse modo, esta dissertação apresenta como alternativa ao método convencional de lubri-refrigeração, a ténica MQL, em suas condições puro e com adição de água. Para as quais, por meio dos resultados obtidos experimentalmente no processo de retificação cilíndrica externa, foi avaliada a eficiência desses métodos em comparação ao método convencional, verificando dessa forma as melhorias nos resultados finais. Os testes foram realizados com o aço ABNT 52100 revenido e temperado. A ferramenta utilizada foi o rebolo de óxido de alumínio com ligante verificado, que apresenta elevada dureza, porém reduzida friabilidade; o qual é indicado para retificação cilíndrica de aços e suas ligas. Foram analisadas e avaliadas as seguintes variáveis de saída do processo de retificação: rugosidade, circularidade, desgaste diametral do rebolo, potência de corte, emissão acústica, microestrutura e microdureza. Os resultados obtidos, revelam que o menor desgaste... / The correlation of irregularities on the surfaces of metal workpieces can be carried out through the machining by abrasion, in which is necessary, both the cooling of the machined surface, and the lubrification in contact of the tool (grinding wheel) with the workpiece, obtaining a better final quality of the product. Thereby, we must seek methods that, when compared to the machining processes that use the conventional system of lubrification-cooling (abundant fluid), show better results in terms of quality of the workpieces, performing the main existing functions of cooling, lubrification and cleaning of the chips of the cutting zone. One of the methods is the Minimum Quantity Lubrificant (MQL), which users low oil flow to high pressure, reducing then the final waste of the process. There is also another method consisting in adding water to the MQL system, further decreasing the volume of oil in the cutting fluid. Thus, this work presents as an alternative to the conventional method of lubrification-cooling, the MQL technique, in its pure conditions and with water addition. To which, through the expermentally obtained results in the external cylindrical grinding process, the efficiency of these methods when compared to the conventional method was evaluated, verifying the improvements in the final results. The tests were performed with the steel quenched and tempered ABNT 52100. The tool used was the grinding wheel of aluminum oxide with vitrified binder, which presents high hardness, but low fiability; which is suitable for cylindrical grinding of steels and alloys. The following output variables of the grinding process were analyzed and evaluated: roughness, roundess, diametrical wear of the grinding wheel, cutting power, acustic emission, microstructure and microhardness. The obtained results show that the smaller diametrical wear of the grinding wheel occurred in the application of the conventional method of lubrification-cooling, and...

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-06-13Bitstream added on 2015-03-03T12:07:25Z : No. of bitstreams: 1 000806018.pdf: 1172709 bytes, checksum: ae7423fd7d8252011eeb2753eec904c3 (MD5) / O uso do material cerâmico avançado na engenharia moderna têm sido essencial, principalmente nas áreas aeroespacial, biomédica, eletrônica, ótica e automotiva. As principais razões pela sua utilização provêm de sua composição inorgânica e não metálica que oferece grande resistência ao desgaste, assim como resistência em altas temperaturas, baixa densidade e propriedades eletromagnéticas diferenciadas. Pesquisas recentes mostraram que o processo de retificação é o mais apropriado para que se obtenham superfícies de baixa rugosidade com viabilidade financeira para materiais cerâmicos. Ao se retificar estes materiais, há a necessidade de utilização de grande quantidade de fluido de corte e grandes gastos na aquisição de novas ferramentas. A utilização destes fluidos em grandes quantidades tem se tornado um problema para a indústria mecânica atual, devido à preocupação mundial ao que se diz respeito à preservação do meio ambiente e saúde dos trabalhadores, por se tratar de substâncias tóxicas. Referente a esses estudos, surge uma metodologia denominada mínima quantidade de lubrificante (MQL), uma técnica que procura reduzir substancialmente a quantidade de fluido de corte utilizada no processo de retificação e melhora seu desempenho em comparação ao processo convencional de aplicação de fluido. Assim, a pesquisa analisou o comportamento da retificação de cerâmica juntamente com a técnica de mínima quantidade de lubrificante com adição de água utilizando rebolo diamantado com ligante resino cerâmico/metálico, obtendo resultados em relação à utilização do método de MQL com adição de água. O rebolo utilizado sofreu pouco desgaste em todos os métodos de lubri-refrigeração pesquisados, mostrando assim ser um rebolo ideal para a retificação de cerâmica avançada. Em usinagens mais severas (avanço de 0,75 mm/min) a utilização de MQL com diluição em água apresenta rugosidade... / The use of advanced ceramic materils in modern engineering have been essential, especially in aerospace, biomedical, electronics, optical and automotive industries. The main reasons for their use are derived from a non-metallic and inorganic composition that offers greater wear resistance as well as high temperature strength, low density and differentiated electromagnetic properties. Recent research has shown that the grinding process is the most appropriate in order to obtain surfaces with low roughness finacial viability for ceramic materials. When rectify these materials, there is the need to use large amounts of cutting fluid and large expenditures in retooling. The use of these fluids in large quantities has become a problem for the machanical industry today, due to the worldwide concern with regard to the preservation of the environment and workers' health, because it is toxic. Referring to these studies, there is a method called minimum quantify of lubricant (MQL), a technique that seeks to substatially reduce the amount of cutting fluid used in the grinding process and improves performance compared to the conventional process fluid application. Thus, the research analyzed the behavior of advanced ceramic grinding along with the technique of minimum quantify lubrificant with added water using metal bond diamond wheel, obtaining important results regarding the use of the method of MQL with added water. The grinding wheel used suffered little wear on all methods of lubrification and cooling surveyed, thus showing to ben an ideal wheel for grinding of advanced ceramics. In more severe machining operations (feed 0.75 mm/ min) using MQL dilution with water roughness features very close to the conventional method. Therefore the application of MQL with water emulsion was feasible in some machining conditions, and can thus obtain large cost savings when applied on a large scale