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Previous issue date: 2011-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Among several mechanisms of wear of materials, abrasive and adhesive wear respond for the largest contribution in tools and equipment failures at the mechanical industry. Tooling used in the manufacture of stators, known as lamella, fails due to these types of wear. The failures have origin in sliding wear and remove the enamel from the wire of the stator during the injection process. The removal of enamel results in short circuit between turns and consequent risk for the final consumer. It is common to correlate the wear resistance as a function dependent only on hardness of the involved materials in contact, however, there are other characteristics that also influence the wear such as: the type of crystalline structure and the presence of precipitates in the metal matrix, as well as the nature of them. The present study has analyzed the wear mechanisms existent in tool wear. The pin-on-disc test was used to evaluate eight different tool steels, positioning them in the same scale and comparing with the steel currently used at the process. Two groups of tool steels were evaluated, those manufactured by powder metallurgy and those obtained by conventional metallurgical method. Two types of pin-on-disc tests were performed. In the first test, as counter-face or disc, a grinding wheel made with silicon carbide was used; the main objective of this test was to evaluate the abrasive wear resistance. In the second test, the discs were manufactured using low alloy electric steel; the wear resistance predominantly adhesive was the response variable for this test. The results were correlated with some characteristics of the steels studied: hardness, the energy absorbed during Charpy impact test, density and content of alloying elements that are hard carbide formers. The results have shown a better wear resistance for steels produced by the Powder Metallurgy process. Steels with higher levels of alloying elements achieve better results, particularly in the adhesive wear test. CPM9V and Sinter 30 tool steels presented the best performances for wear resistance. Considering the application of these results in operation conditions, the CPM9V steel has advantage of a lower hardness and consequently greater toughness which is an important characteristic as well. / Entre os diversos mecanismos de desgaste, os desgastes abrasivo e adesivo são os que respondem pela maior contribuição nas falhas em equipamentos e ferramentais da indústria mecânica. Ferramentas utilizadas na fabricação de estatores, conhecidas como lamelas, falham em decorrência destes tipos de desgaste. As falhas têm procedência no desgaste por deslizamento e provocam remoção do isolante dos fios do estator durante o processo de inserção. A remoção do esmalte resulta em curto circuito entre espiras e conseqüente risco ao usuário final. É comum relacionar a resistência ao desgaste como uma função dependente apenas da dureza dos materiais envolvidos, no entanto, existem outras características que também influenciam no desgaste, tais como: o tipo de estrutura cristalina, existência de precipitados na matriz metálica e sua homogeneidade, bem como, a natureza dos mesmos. Por meio do presente estudo, analisaram-se os mecanismos presentes no desgaste de aços ferramenta utilizados na fabricação de estatores. Utilizandose o teste pino-disco, avaliou-se a resistência ao desgaste de oito diferentes aços ferramenta, classificando-os quanto à resistência ao desgaste e situando-os frente ao aço atualmente utilizado neste processo. Dois grupos de aços foram avaliados, os fabricados pela metalurgia do pó e os obtidos pelo método convencional de metalurgia. Dois tipos de ensaios pino-disco foram realizados. No primeiro teste, como contra-face ou disco, foi utilizado um rebolo de carbeto de silício; neste teste o objetivo principal foi avaliar a resistência ao desgaste abrasivo. No segundo teste, o disco foi fabricado com aço de baixa liga, neste teste, a resistência ao desgaste predominantemente adesivo foi à variável resposta. Os resultados obtidos foram correlacionados com determinadas características dos aços estudados: dureza, energia absorvida no impacto do ensaio Charpy, densidade, percentual de elementos de liga formadores de carbonetos de alta dureza e microestrutura. Os resultados mostraram que os aços fabricados pelo processo de Metalurgia do Pó apresentaram maiores resistências ao desgaste. Os aços ferramenta com teores maiores de elementos de liga obtiveram melhores resultados, sobretudo no ensaio de resistência ao desgaste adesivo. Os aços ferramenta CPM9V e Sinter 30 foram os que apresentaram maior desempenho na resistência ao desgaste. Considerando a aplicação deste resultados nas condições de operação, o aço CPM9V possui como vantagem uma menor dureza e conseqüente maior tenacidade, característica também importante para a função.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.udesc.br #179.97.105.11:handle/1776 |
| Date | 11 February 2011 |
| Creators | Schöpf, Roberto Alexandre |
| Contributors | Bressam, José Divo |
| Publisher | Universidade do Estado de Santa Catarina, Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais, UDESC, BR, Ciência dos Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UDESC, instname:Universidade do Estado de Santa Catarina, instacron:UDESC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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