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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-7251-5957
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Embargado
Title: Retificação plana do aço SAE 52100 com fluido de corte contendo grafeno aplicado pela técnica MQL
Alternate title (s): Peripheral surface grinding of SAE 52100 steel with cutting fluid containing graphene applied by the MQL technique
Author: Abrão, Bruno Souza
First Advisor: Silva, Rosemar Batista da
Second member of the Committee: Silva, Márcio Bacci da
Third member of the Committee: Silva, Leonardo Roberto da
Summary: Devido às questões ambientais, sociais e econômicas, pesquisas têm sido desenvolvidas para encontrar técnicas alternativas à convencional (em que o fluido de corte é utilizado em elevadas vazões), principalmente visando a redução do volume de fluido de corte, sem prejudicar o processo de retificação e sem comprometer a qualidade da peça. Dentre estas alternativas, a adição de partículas sólidas ao fluido de corte combinadas com a técnica da mínima quantidade de lubrificante (MQL), principalmente como o grafeno multicamadas, por exemplo, tem se mostrado promissora em processos de retificação. A presença destas partículas tem contribuído para a melhoria das propriedades do fluido, por exemplo, a condutividade térmica foi elevada, potencializando seu efeito refrigerante e sendo uma opção para aumentar a eficiência da técnica MQL. Neste sentido, o presente trabalho visa avaliar a viabilidade da utilização de partículas de grafeno multicamadas adicionadas ao fluido de corte no processo de retificação plana tangencial do aço SAE 52100 endurecido com rebolo de óxido de alumínio sob diferentes condições de corte e observar o desempenho na redução dos danos térmicos. Foram testadas também as condições de lubri-refrigeração convencional e MQL tradicional (sem grafeno) para permitir comparações. Os parâmetros de corte testados foram: granulometria do rebolo (granas mesh 46 e 60), penetração de trabalho (10 µm e 30 µm) e velocidade da peça (3 m/min e 7 m/min). Como variáveis de saída, foram investigados os parâmetros de rugosidade (Ra e Rz) e microdureza das peças, potência do processo, além da textura e qualidade das superfícies retificadas. No geral, os resultados mostraram que a presença do grafeno foi responsável pelos menores valores de rugosidade, menor variação de microdureza e potência, além de gerar as superfícies com melhor textura. Quanto aos parâmetros de corte, as variáveis rugosidade e potência do processo aumentaram com a penetração de trabalho e velocidade da peça, enquanto que a menor velocidade da peça de 3 m/min e penetração de trabalho de 30 μm resultaram nas maiores quedas de microdureza abaixo da superfície.
Abstract: Due to environmental, social and economic issues, research has been developed to find alternatives to conventional technique (where the cutting fluid is used at high flow rates), mainly to reduce the volume of cutting fluid without harming the grinding process and compromising the quality of the workpiece. Among these alternatives, the addition of solid particles to the cutting fluid combined with the minimum quantity of lubricant (MQL), especially as graphene platelets, for example, has been shown to be promising in grinding processes. The presence of these particles has contributed to the improvement of fluid properties, for example, the thermal conductivity was raised, potentiating its cooling effect and being an option to increase the efficiency of the MQL technique. In this context, the current work aims to verify the efficiency of the multilayer graphene platelets dispersed in cutting fluid in peripheral surface grinding of SAE 52100 steel with aluminum oxide grinding wheel under different cutting conditions. In addition to the different cooling-lubrication conditions tested (conventional, MQL (without graphene) and MQL + Graphene), grit size of grinding wheel (mesh 46 and 60), radial depth of cut (10 μm and 30 μm) and workpiece speed (3 m/min and 7 m/min) were varied. The output parameters monitored were: surface roughness parameters (Ra and Rz) and microhardness of the workpiece, as well as power grinding and texture/quality of the ground surfaces. The results showed that the presence of graphene generated the lowest values of roughness, the least variation in microhardness as well as the lowest power consumed in the process. This condition was also responsible for the best quality of the machined surfaces. Also, roughness and grinding power increased with the radial depth of cut and workpiece speed, whereas the highest drop in microhardness below the machined surface was observed after machining with the lowest workpiece speed of 3 m/min and radial depth of cut of 30 μm.
Keywords: Retificação
Engenharia mecânica
Aço SAE 5210
Fluidos de corte
MQL
Processos de fabricação
Grafeno multicamadas
Usinagem
Integridade superficial
Grafeno
Grinding
SAE 52100 steel
Surface integrity
Multilayer graphene platelets
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: ABRÃO, Bruno Souza. Retificação plana do aço SAE 52100 com fluido de corte contendo grafeno aplicado pela técnica MQL. 2018. 129 p. Dissertação (Mestrado Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia-MG. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.30
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.30
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/25575
Date of defense: 16-Aug-2018
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