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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Retificação de Inconel 718 com multicamadas de grafeno dispersas em fluido de corte aplicado via técnica MQL
Alternate title (s): Grinding of Inconel 718 with multilayer graphene platelets dispersed in cutting fluid applied by the MQL technique
Author: Oliveira, Déborah de
First Advisor: Silva, Rosemar Batista da
First coorientator: Gelamo, Rogério Valentin
First member of the Committee: Silva, Márcio Bacci da
Second member of the Committee: Hassui, Amauri
Summary: Devido às pequenas dimensões dos cavacos e à baixa condutividade térmica dos rebolos convencionais, a maior parte do calor gerado no processo de retificação é transferida para a peça. Dependendo da quantidade de calor, a peça poderá apresentar pobre acabamento, alterações dimensionais e microestruturais que podem comprometer a sua funcionalidade. Este problema é agravado ao usinar superligas, como o Inconel 718, por exemplo, que também possui baixa condutividade térmica, o que dificulta a dissipação do calor durante a usinagem. Por este motivo, a retificação desta liga com rebolos convencionais é geralmente realizada com fluido de corte aplicado com elevadas vazões visando à refrigeração da peça. Mas nos últimos anos, emprego de fluidos em grandes vazões tem sido cada vez mais questionado pelos riscos e problemas de saúde e ambientais envolvidos. Logo, torna-se necessário buscar alternativas que aliem boa refrigeração com menos riscos à saúde humana e ao ambiente. Dentre as várias possibilidades, esta pesquisa investigou a influência de partículas de multicamadas de grafeno adicionadas em fluido de corte de base vegetal na rugosidade e na integridade da sub-superfície do Inconel 718, após a retificação com rebolo de SiC, como também na potência instantânea do processo. Duas diferentes concentrações em peso de grafeno (0,05% e 0,10%) foram testadas e aplicadas via a técnica MQL. Ensaios com fluido de corte sem grafeno via técnica MQL, fluido emulsionável em abundância e na condição a seco também foram realizados para permitir comparações. Os resultados mostraram que a usinagem com a técnica MQL com a menor concentração de grafeno (MQL MG 0,05%) proporcionou os menores valores de rugosidade, a menor variação na microdureza e exigiu menos esforços de usinagem. Esta condição também promoveu menor número de trincas nas superfícies e a geração de tensão residual de compressão em condições mais brandas de usinagem. A microdureza sofreu influência da técnica de lubri-refrigeração e da penetração de trabalho. A técnica MQL MG 0,05% mostrou-se como alternativa tecnicamente viável em relação ao fluido de corte aplicado pela técnica convencional na retificação do Inconel 718 com rebolo abrasivo convencional.
Abstract: Due to the small size of the chips and the low thermal conductivity of the conventional grinding wheels, most of the heat generated in the grinding process goes to the workpiece. Depending on the amount of heat, it can adversely affect surface finish and cause microstructural changes in the workpiece material that may compromise its functionality. This problem becomes worse when machining superalloys, such as Inconel 718, which also has low thermal conductivity and consequently leads to low rate of heat dissipation during machining. For this reason, the grinding of this alloy with conventional grinding wheels is generally carried out at high coolant flow rates in order to cool the workpiece. However, in the last years, various research has been focused on restriction of the use of high volume of coolants because of health and environmental risks related to their use. Therefore, it is necessary to seek alternatives for cutting fluids that combine good refrigeration with lower risks to human health and the environment. Among the several possibilities, this research investigated the influence of multilayer graphene platelets added to a vegetable-based cutting fluid on the surface roughness, surface and subsurface changes of the Inconel 718 after grinding with SiC grinding wheel, as well as on the grinding power. Two different concentrations (%wt) (0.05% and 0.10%) of multilayer graphene were tested and applied via the MQL technique. Tests with graphene-free coolant also applied via MQL technique, flood and dry condition were also performed to allow comparisons. The results showed that grinding with the lowest graphene concentration applied via the MQL technique (MQL MG 0.05%) provided the lowest roughness values and microhardness variation, as well as required less grinding efforts. It was also able to reduce the generation of cracks in the surfaces and resulted in compressive residual stress after grinding under less severe conditions. The microhardness was influenced by the coolinglubrication technique and the radial depth of cut. The MQL MG 0.05% condition proved to be technically viable as an alternative to the use of flood technique in the grinding of Inconel 718 with conventional abrasive wheel.
Keywords: Retificação
Grinding
Inconel 718
Inconel 718
Fluido de Corte
Coolant
Multicamadas de grafeno
Multilayer Graphene
Técnica MQL
MQL Technique
Rugosidade
Surface Roughness
Microdureza
Microhardness
Tensão Residual
Residual stress
Engenharia Mecânica
Usinagem
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: OLIVEIRA, Déborah. Retificação de Inconel 718 com multicamadas de grafeno dispersas em fluido de corte aplicado via técnica MQL. 2017. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1125
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1125
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21475
Date of defense: 4-Apr-2017
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