Publicação: Influência dos carbonitretos de titânio na usinabilidade do aço
VP100 utilizado em moldes de injeção de plástico
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Resumo
Este trabalho tem por objetivo investigar a influência dos cabonitretos de titânio,
bem como de outros elementos microestruturais, na usinabilidade do aço VP100 com
270 e 350 partes por milhão de titânio, tendo como elemento de comparação o aço
VP20 ISO. Tal estudo se justificar considerando-se que o VP100 trata-se um aço para
moldes de injeção de plástico recém lançado no mercado cujos aspectos relativos à sua
usinabilidade não foram ainda plenamente explorado, havendo ainda um grande vazio
de conhecimento sobre esse material a ser investigado. Os resultados obtidos são
discutidos considerando-se, inicialmente, a variação das forças de usinagem em função
da variação da velocidade de corte, do avanço e da profundidade de corte nos ensaios
de torneamento. Em seguida, são avaliados o volume de material removido, bem como
os valores da rugosidade média quadrática Rq, para cada tipo de material usinado e
condição de corte aplicada, em função da evolução do desgaste das ferramentas
utilizadas nos ensaios de fresamento. A realização dos ensaios foi feita a partir de um
planejamento estatístico dos experimentos, onde as variáveis relevantes relativas aos
parâmetros, tanto da constituição química das ligas como de sua usinabilidade, definem
os fatores e respostas de interesse na investigação. As ferramentas utilizadas foram as
mesmas em todas as condições testadas, por tanto não se constituíram em uma
variável do processo, bem como a utilização de fluido de corte, pois todos os testes
foram realizados a seco. O VP20 ISO apresentou melhor desempenho em usinagem
seguido pelo VP100 com 350 ppm de titânio, sendo que o VP100 com 270 ppm de
titânio apresentou pior desempenho. Foram observadas diferenças relevantes na
microestrutura dos materiais tais como a quantidade, o tamanho, a forma e a
distribuição dos carbonitretos de titânio nas duas modalidades do VP100, o que
contribuiu para as diferenças no comportamento em usinagem dos materiais.
Abstract
This work aims to investigate the influence of titanium cabonitride and other
microstructural elements, on the machinability of VP100 steel with 270 and 350 parts
per million of titanium, have the VP20 ISO steel with comparator. Such a study is
justified considering that the VP100 is a steel for plastic injection molds on the market
whose recently released its machinability aspects have not yet been fully exploited,
there is still a big gap in knowledge about this material to be investigated. The results
are discussed considering initially, the variation of machining forces due to the variation
of cutting speed, feed and depth of cut in turning tests. Next, are evaluated the volume
of material removed, and the mean square roughness Rq values for each type of
material machined and cutting condition applied, depending on the evolution of the tool
wear used in milling tests. The performance of the tests was made from a statistical
design of experiments, where the relevant variables on the parameters of both the
chemical composition of alloys and their machinability, define the factors and responses
of interest in research. The tools used were the same in all conditions tested, therefore
not constituted in a process variable, and the use of cutting fluid, since all tests were
performed dry. The VP20 ISO showed better performance in machining followed by the
VP100 with 350 ppm titanium, and the VP100 with 270 ppm titanium had a worse
performance. Significant differences were observed in the microstructure of materials
such as quantity, size, shape and distribution of titanium carbonitrides in the two modes
of VP100, which contributed to the differences in the behavior of materials in machining.
Palavras-chave
Aço VP 100, Usinabilidade, Carbonitretos de titânio, Aços para molde, VP 100 steel, Machinability, Titanium carbonitride, Mold steels, Metais - Usinabilidade, Aço
Citação
MEDEIROS, Mauro Araújo. Influência dos carbonitretos de titânio na usinabilidade do aço
VP100 utilizado em moldes de injeção de plástico. 2011. 149 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2011.46