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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46834| ORCID: | http://orcid.org/0000-0002-7587-8761 |
| Tipo do documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso Embargado |
| Término do embargo: | 2027-07-16 |
| Título: | Investigação do rosqueamento interno da liga de alumínio AA6063-T6 com ferramentas de aço rápido revestidas com DLC |
| Título(s) alternativo(s): | Investigation of internal threading of AA6063-T6 aluminum alloy with DLC coated high speed steel tools |
| Autor(es): | Lins, Raphael Silva |
| Primeiro orientador: | Silva, Marcio Bacci da |
| Primeiro coorientador: | Martins, Paulo Sérgio |
| Primeiro membro da banca: | Machado, Álisson Rocha |
| Segundo membro da banca: | Silva, Rosemar Batista da |
| Terceiro membro da banca: | Pereira, Igor Cezar Pereira |
| Quarto membro da banca: | Rossino, Luciana Sgarbi |
| Quinto membro da banca: | Gomes, Milla Caroline Gomes |
| Resumo: | A liga de alumínio AA 6063-T6, amplamente empregada nos setores automobilístico, naval e aeroespacial, apresenta baixa usinabilidade em operações de furação e rosqueamento interno, em razão de sua elevada ductilidade e da formação de cavacos longos, os quais podem provocar desgaste na ferramenta e deformações na superfície usinada. Este estudo teve como objetivo investigar a influência da aplicação de fluido de corte pressurizado e avaliar o impacto de variáveis de processo no desempenho de ferramentas de rosqueamento interno em aço-rápido, revestidas com Diamond-Like Carbon (DLC). Foram utilizados machos de corte M8 x 1,25 mm com canal central para lubrificação interna e testadas quatro variáveis independentes em dois níveis: velocidade de corte (40 e 60 m/min), pressão de aplicação do fluido de corte (15 e 35 kgf/cm²), ângulo de hélice (15º e 45º) e dois modelos de cabeçotes de compensação axial, de fabricantes distintos. Durante os ensaios, foram monitorados o torque e a força axial, e as ferramentas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), além da realização de ensaios de tração e microdureza Vickers nos corpos de prova rosqueados. O ângulo de hélice de 15º foi identificado como o fator de maior influência, segundo o diagrama de Pareto, resultando em uma força axial de avanço aproximadamente 6,5 vezes superior em relação ao ângulo de 45º nos ensaios iniciais, e 11,5 vezes superior após 600 ciclos de rosqueamento. Os resultados mostraram aumento significativo de adesão na superfície de folga e na largura do dorso das ferramentas após 300 rosqueamentos, especialmente com ângulo de hélice de 15º. Foi observada perda do revestimento DLC, confirmada por espectroscopia de dispersão de energia de raios X (EDS), atribuída ao desgaste por attrition. Após 600 rosqueamentos, ocorreram micro lascamentos da aresta de corte, notadamente nas condições com velocidade de 40 m/min, pressão de 15 kgf/cm² e ângulo de hélice de 15º, no filete 3 da terceira carreira. A pressão do fluido de corte demonstrou influência significativa na remoção do cavaco cisalhado. A condição de 35 kgf/cm², associada ao revestimento DLC, contribuiu para a redução do desgaste, menor força axial e menor pico de torque durante a reversão da ferramenta, promovendo aumento da vida útil do macho de corte. |
| Abstract: | The AA 6063-T6 aluminium alloy, widely employed in the automotive, naval, and aerospace sectors, exhibits poor machinability in drilling and internal threading operations due to its high ductility and the formation of long chips, which can lead to tool wear and surface deformation of the machined component. This study aimed to investigate the influence of pressurised cutting fluid application and to evaluate the impact of process variables on the performance of high-speed steel internal threading tools coated with Diamond-Like Carbon (DLC). M8 × 1.25 mm taps with a central channel for internal lubrication were used, and four independent variables were tested at two levels: cutting speed (40 and 60 m/min), cutting fluid pressure (15 and 35 kgf/cm²), helix angle (15° and 45°), and two models of axial compensation holders from different manufacturers. During the tests, torque and axial force were monitored, and the tools were analysed by scanning electron microscopy (SEM), in addition to tensile testing and Vickers microhardness measurements on the threaded specimens. The 15° helix angle was identified as the most influential factor, according to the Pareto chart, resulting in an axial feed force approximately 6.5 times higher than that of the 45° angle in the initial trials, and 11.5 times higher after 600 threading cycles. The results indicated a significant increase in adhesion on the clearance face and on the width of the tool’s flank after 300 threadings, particularly when using the 15° helix angle. Loss of the DLC coating was observed and confirmed by energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), attributed to attrition wear. After 600 threading operations, micro-chipping of the cutting edge was detected, especially under the condition of 40 m/min cutting speed, 15 kgf/cm² fluid pressure, and 15° helix angle, specifically on the third thread of the third pass. Cutting fluid pressure demonstrated a significant influence on the removal of sheared chips. The condition of 35 kgf/cm², combined with the DLC coating, contributed to reduced tool wear, lower axial force, and decreased torque peaks during tool reversal, thereby enhancing the service life of the cutting tap. |
| Notas: | Auxílio das empresas: Gühring Brasil LTDA, Oerlikon Balzers Revestimentos Metálicos Ltda, Emuge Franken Ferramentas de Precisão LTDA e Anton Paar Brasil Ltda, VCI fluidos de corte. |
| Palavras-chave: | Rosqueamento interno Internal threading Liga de alumínio AA6063-T6 AA6063-T6 aluminum alloy DLC Diamond Like-Carbon Desgaste de ferramenta Tool wear Fluido de corte pressurizado Pressurized cutting fluid |
| Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::MATERIAIS CONJUGADOS NAO METALICOS |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Programa: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
| Referência: | LINS, Raphael Silva. Investigação do Rosqueamento interno da liga de alumínio AA6063-T6 com ferramentas de aço rápido revestidas com DLC. 2025. 172f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG, Brasil. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.5051. |
| Identificador do documento: | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.5051 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46834 |
| Data de defesa: | 16-Jul-2025 |
| Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS): | ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação. |
| Aparece nas coleções: | TESE - Engenharia Mecânica |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| INVESTIGAÇÃODOROSQUEAMENTOINTERNO.pdf Até 2027-07-16 | TESE | 9.01 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir Solictar uma cópia |
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