Publicação: Estudo da usinabilidade dos ferros fundidos cinzentos ligados
(CrCuSn e CrCuSnMo) e vermicular classe 350 no fresamento frontal
em alta velocidade de corte
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Resumo
Utilizado na a fabricação de bloco e cabeçote de motores diesel, o ferro fundido cinzento,
apresenta características como boa condutividade térmica e bom amortecimento de
vibrações que passam a ser fundamentais no projeto desses blocos. Porém, este material
apresenta um limite de resistência menor que a de outros tipos de ferros fundidos, portanto,
para obter maiores taxas de compressão é necessário que a espessura da parede do bloco
do motor seja aumentada, o que é indesejável, pois além de aumentar seu peso, irá gerar
maiores problemas ambientais de modo geral. Mediante a essas características dos ferros
fundidos cinzentos, um outro material, de maior resistência mecânica, passa a ganhar
importância na fabricação dos blocos de motores diesel, pois torna-se possível obter
maiores rendimentos térmicos, visto que a taxa de compressão poderá ser maior. Este
material é o ferro fundido vermicular ou Compacted Graphite Iron (CGI) que aparece como
uma alternativa para a substituição do ferro fundido cinzento por apresentar características,
de condutividade térmica e amortecimento de vibração semelhante aos cinzentos. Porém, o
CGI apresenta como desvantagem uma pior usinabilidade, ou seja, maior dificuldade na
usinagem quando comparado com o ferro fundido cinzento. O objetivo deste trabalho é
investigar e comparar a usinabilidade de dois ferros fundidos cinzentos ligados (ao CrCuSn
e ao CrCuSnMo) e um vermicular da classe 350. O processo de usinagem para os testes foi
o fresamento frontal. As ferramentas foram pastilhas de metal duro da classe K20 revestidas
com Al2O3 sobre pela técnica MTCVD (deposição química de vapor em médias
temperaturas) sobre uma camada de TiCN. Todos os testes de usinabilidade foram
realizados a seco. O avanço por dente e a profundidade de corte foram mantidos constantes
em 0,2 mm/ver e 1 mm respectivamente. Utilizou-se três valores para as velocidades de
corte , 600, 800 e 1000 m/min. Os resultados mostraram que o ferro fundido ligado ao
CrCuSnMo é o que apresentou uma maior dificuldade na usinagem nas maiores velocidades
de corte. Para a velocidade de 600 m/min o ferro fundido vermicular foi o material que
apresentou a pior usinabilidade.
Abstract
Cast iron is used to manufacture engine blocks due to its mechanical and physical properties
like thermal conductivity and dumpy capacity, which are fundamental to these applications.
Compacted graphite iron (CGI) has higher mechanical strength compared to gray cast iron
and can be a great advantage in these type of mechanical parts. The compression rate can
be increased in the engine resulting in a higher efficiency for example. Alloying elements are
also used to increase the mechanical resistance of the gray cast iron, resulting in a material
with similar mechanical properties to the CGI. The mechanical and physical properties can
be similar for both materials, however the CGI has a poor machinability compared to gray
cast iron, even for the alloyed material. These means it is important to investigate the
behaviour of the CGI for the main cutting process. The main objective of this work is the
investigation of the machinability of two types of alloyed gray cast iron (CrCuSn and
CrCuSnMo) and the compacted graphite iron class ASTM 350. Tool life tests were carried
out in a milling operation and the flank wear was the parameter used to define the end of the
tool life. Investigations using observations into the scanning electron microscope SEM were
also used to analyse the wear mechanisms. It was used cemented carbide inserts coated
with Al2O3 over a layer of TiCN. All the tests were carried under dry conditions. Feed per
tooth and depth of cut were constant, 0,2mm/rev and 1mm respectively. It was used three
values of cutting speed, 600, 800 and 1000m/min. The results shown that the gray cast iron
alloyed with CrCuSnMo is the most difficult to machine material at the higher cutting speeds.
At the cutting speed of 600m/min the CGI is the most difficult to cut material.
Palavras-chave
Ferro fundido vermicular, Ferro fundido cinzento, Usinabilidade, Fresamento, Compacted graphite iron, Gray cast iron, Machinabilitty, Milling process, Usinagem, Ferro fundido, Fresagem
Citação
NAVES, Vitor Tomaz Guimarães. Estudo da usinabilidade dos ferros fundidos cinzentos ligados
(CrCuSn e CrCuSnMo) e vermicular classe 350 no fresamento frontal
em alta velocidade de corte. 2009. 145 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2009.