UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA – UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA – DEM PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS - PGCEM Formação: Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA – UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA – DEM PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E

ENGENHARIA DE MATERIAIS - PGCEM

Formação: Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO OBTIDA POR

Evandro Dematté

DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES DE INSERTOS SINTERIZADOS DE AÇO RÁPIDO AISI M2 PARA USINAGEM

Apresentada em 27 / 10 / 2006 Perante a Banca Examinadora: Dr. César Edil da Costa - Presidente (UDESC)

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA – UDESC

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA – DEM

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS – PGCEM

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Mestrando: EVANDRO DEMATTÉ – Engenheiro Mecânico Orientador: Prof. Dr. CÉSAR EDIL DA COSTA

CCT/UDESC – JOINVILLE

DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES DE INSERTOS SINTERIZADOS DE AÇO RÁPIDO AISI M2 PARA USINAGEM

DISSERTAÇÃO APRESENTADA PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DE MESTRE EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS DA UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA, CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT, ORIENTADA PELO PROF. DR. CESAR EDIL DA COSTA.

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT

COORDENAÇÃO DE PÓS-GRADUAÇÃO - CPG

"DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES DE

INSERTOS SINTERIZADOS DE AÇO RÁPIDO AISI M2 PARA USINAGEM"

por

Evandro Dematté

Essa dissertação foi julgada adequada para a obtenção do título de

MESTRE EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

na área de concentração "Metais", e aprovada em sua forma final pelo CURSO DE MESTRADO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

DO CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA

Dr. César Edil da Costa (presidente)

Banca Examinadora:

Dr. Álisson Rocha Machado UFU

Dr. Júlio César G. Milan UDESC

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FICHA CATALOGRÁFICA

NOME: DEMATTÉ, Evandro

DATA DEFESA: 27/10/2006

LOCAL: Joinville, CCT/UDESC

NÍVEL: Mestrado Número de ordem: 66 – CCT/UDESC

FORMAÇÃO: Ciência e Engenharia de Materiais

ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: Metais

TÍTULO: Desenvolvimento e Avaliação das Propriedades de Insertos Sinterizados de Aço Rápido AISI M2 para Usinagem.

PALAVRAS - CHAVE: aços rápidos, usinagem, metalurgia do pó, desgaste.

NÚMERO DE PÁGINAS: 119 p.

CENTRO/UNIVERSIDADE: Centro de Ciências Tecnológicas da UDESC

PROGRAMA: Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PGCEM

CADASTRO CAPES: 4100201001P-9

ORIENTADOR: Dr. César Edil da Costa

PRESIDENTE DA BANCA: Dr. César Edil da Costa

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“Um ser humano é uma expressão de vida, espalha luz e reflete o amor em qualquer dimensão que decida tocar. A humanidade não é uma descrição física,

mas uma meta espiritual. Não é algo que nos seja dado, mas algo que conquistamos”.

Richard Bach.

Aos meus pais Antonio Dorval Dematte

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AGRADECIMENTOS

ƒ Ao Prof. Dr. César Edil da Costa, orientador deste projeto, pela sua amizade e apoio, que foi fundamental para a realização deste presente trabalho.

ƒ A minha família que sempre me incentivou e apoiou em todos os estágios da minha

vida.

ƒ À Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC e ao Programa de

Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PGCEM pela realização do presente trabalho.

ƒ Ao Centro de Ciências Tecnológicas e ao Departamento de Engenharia Mecânica pela

infra-estrutura oferecida.

ƒ A UDESC pela bolsa PROMOP (Programa de Bolsas de Monitoria de Pós-Graduação)

concedida.

ƒ A todos os professores do Curso de Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais,

que de uma forma direta ou indireta contribuíram para a realização desse trabalho.

ƒ Aos Amigos e bolsistas de iniciação cientifica, pela amizade no decorrer do curso, em especial ao aluno João Cleverson Tabalipa, pelo apoio e dedicação no desenvolvimento desse trabalho.

ƒ A empresa Logtools Ferramentas, principalmente ao Senhor Roberto Belons, pelo

apoio técnico.

ƒ A empresa AFIASUL Centro de Afiações LTDA, na pessoa do Senhor Dário R.

Hoffmann, pelos serviços prestados.

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VI SUMÁRIO

SIMBOLOGIA E SIGLAS ...IX

LISTA DE FIGURAS...X

LISTA DE TABELAS ...XVI

RESUMO...XVII

ABSTRACT ...XVIII

CAPÍTULO 1 ...1

1. INTRODUÇÃO ...2

CAPÍTULO 2 ...6

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...7

2.1.Aços Rápidos...7

2.1.1. Aço Rápido Comum ...8

2.1.2. Aço Rápido com Cobalto ...9

2.1.3. Aço Rápido com Revestimento...9

2.1.4. Aço Rápido Sinterizado ...10

2.2.Metalurgia do Pó ...11

2.3.Produção dos Aços Rápidos Sinterizados ...15

2.3.1. Processo ASP – “Anti-Segregation Process” ...15

2.3.2. Processo CPM – “Crucible Particle Metallurgy Process” ...16

2.3.3. Processo FULDENS...17

2.3.4. Processo PIM “Powder Injection Moulding” ...17

2.4.Propriedades e Estruturas dos Aços Rápidos...19

2.4.1. Classificação dos Aços Rápidos ...19

2.4.2. Efeitos dos Elementos de Liga nos Aços Rápidos ...19

2.4.3. Tipos de Carbonetos...23

2.5.Tratamentos Térmicos dos Aços Rápidos ...24

2.5.1. Etapas do Processo de Tratamento Térmico ...25

a) Pré-aquecimento ...25

b) Austenitização ...26

(8)

VII

d) Revenimento...28

2.6.Propriedades Mecânicas dos Aços Rápidos ...32

2.7.Ferramenta de Corte para Torneamento...32

2.8.Avarias e Desgaste de Ferramentas ...34

2.8.1. Desgaste Frontal (ou de Flanco) ...34

2.8.2. Desgaste de Cratera...35

2.8.3. Deformação Plástica da Aresta de Corte...36

2.8.4. Lascamento ou Microlascas...37

2.8.5. Trincas ...38

2.8.6. Quebra ...39

2.9.Aresta Postiça de Corte...40

2.10.Os Mecanismos Causadores de Desgaste da Ferramenta...43

2.10.1.Abrasão Mecânica ...43

2.10.2.Aderência ou Attrition (Mecanismo de desgaste por aderência e Arrastamento) ...44

2.10.3.Difusão ...46

2.10.4.Oxidação ...47

2.10.5.Avaliação Final Sobre os Mecanismos Causadores de Desgaste da Ferramenta ...48

2.11.Medição dos Desgastes da Ferramenta...48

2.12.Vida da Ferramenta ...49

2.13.Influência da Geometria na Vida da Ferramenta ...51

a) Os Principais Ângulos de Corte ...51

b) Quebra-Cavaco ...52

2.14.Influência da Velocidade, do Avanço e da Profundidade de Corte na Vida da Ferramenta...52

CAPÍTULO 3 ...54

3. METODOLOGIA EXPERIMENTAL ...55

3.1.Insertos de Aço Rápido AISI M2 ...55

3.1.1. Materiais Utilizados...55

3.1.2. Compactação...56

(9)

VIII

3.1.4. Tratamento Térmico ...58

3.1.5. Geometria dos Insertos ...58

3.2.Bits VWM2...59

3.2.1. Material Utilizado...59

3.2.2. Tratamento Térmico ...61

3.2.3. Geometria do Bits ...61

3.3.Dureza dos Insertos HSS AISI M2 e da Ferramenta HSS VWM2...61

3.4.Ensaios de Usinagem ...62

3.4.1. Material utilizado para o Ensaio...63

3.4.2. Metodologia Aplicada para os Ensaios...63

CAPÍTULO 4 ...66

4. RESULTADOS, ANÁLISE E DISCUSSÃO...67

4.1.Análise do Mecanismo de Desgaste no Inserto 1 com Velocidade de 27 m/min ...67

4.2.Análise do Mecanismo de Desgaste no Inserto 2 com Velocidade de 45 m/min ...71

4.3.Análise do Mecanismo de Desgaste nas Velocidades de 50 e 54 m/min...75

4.4.Análise de desgaste do Bits ...78

4.5.Dureza dos Insertos Sinterizados e do Bits ...80

4.6.Comparação dos Mecanismos de Desgaste entre os Insertos Sinterizados... ...81

4.7.Análise de Desempenho dos Insertos Sinterizados...84

4.8.Análise de Desempenho entre o Inserto Sinterizados e o Bits...85

CAPÍTULO 5 ...89

5. CONCLUSÕES...90

CAPÍTULO 6 ...93

6. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ...94

CAPÍTULO 7 ...95

(10)

X LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Micrografía do ensaio de sinterabilidade: a) Patamar de 30 minutos, sem adição

de grafite; b) Patamar de 30 minutos, adição de 0.2 % em peso de grafite; c) Patamar

de 60 minutos, sem adição de grafite; d) Patamar de 60 minutos, adição de 0.2 % em

peso de grafite; todas as amostras possuem uma ampliação de 500x, ataque com nital

1% [SILVA, 2003] ...13

Figura 2 –Dureza Vickers dos aços rápidos M2, M3/2 e T15 em função da temperatura de

sinterização [NOGUEIRA, 2004]...14

Figura 3 – Microestrutura do aço rápido M2, sem ataque químico, nas diversas

temperaturas de sinterização. As setas indicam as porosidades [NOGUEIRA, 2004]....

...15

Figura 4 – Comparação entre processo convencional e o ASP [STEVENSON, 1984] ... ....

...16

Figura 5 – Esquema do processo CPM [STEVENSON, 1984]...17

Figura 6 – Esquema do processo Fuldens [STEVENSON, 1984] ...18

Figura 7 – Diagrama esquemático das etapas do processo de moldagem de pós metálicos

por injeção utilizando uma injetora de alta pressão [SCHAEFFER, 1999] ...18

Figura 8 – Morfologia típica do carboneto M6C em HSS M2 fundido [BOCCALINI &

GOLDENSTEIN, 2001] ...23

Figura 9 – Esquema do processo de tratamento térmico das ferramentas de aço rápido

[NOGUEIRA, 2004] ...25

Figura 10 – HSS M2 temperado em: a) 1150ºC b) 1180ºC c) 1200ºC d) 1210ºC (ataque

com FeCl3 + HCl + HNO3 + etanol). As setas indicam carbonetos [FERNANDES,

2006] ... 28

Figura 11 – Diagrama de revenimento do aço ABNT M2 [MAGNABOSCO, 2000] ... ...

... 29

Figura 12 – Sinterizado 1270°C e temperado a 1150°C (ataque com FeCl3 + HCl + HNO3

+ etanol): a) temperado b) 1º revenido c) 2º revenido. As setas indicam carbonetos

[FERNANDES, 2006] ... 31

Figura 13 – Sinterizado 1270°C e temperado a 1150°C (ataque com Murakami): a)

temperado b) 1º revenido c) 2º revenido. As setas indicam carbonetos

(11)

XI

Figura 14 – Superfícies, arestas e ponta de corte de uma ferramenta de barra

[FERRARESI, 1982]...33

Figura 15 – Arredondamento e chanframento da ponta da ferramenta [FERRARESI,

1982] ...34

Figura 16 – Figura demonstrativa de alguns tipos de desgaste que ocorrem em uma

processo de usinagem [HOGMARK & OLISSON, 2005]...35

Figura 17 – Desgaste de flanco na superfície de folga da ferramenta em uma ferramenta de

metal-duro [MANUAL TÉCNICO EM USINAGEM, 2006] ...35

Figura 18 – Desgaste frontal (a) acompanhados de entalhes indicados pelas letras (b) e (c)

em uma ferramenta de metal-duro [SANDVIK COROMAT, 2000]... 35

Figura 19 – Desgaste de cratera em uma ferramenta de metal duro [MANUAL TÉCNICO

EM USINAGEM, 2006]...36

Figura 20 – Deformação plástica da aresta de corte em uma ferramenta de metal duro

[MANUAL TÉCNICO EM USINAGEM, 2006]...36

Figura 21 – Deformação plástica do HSS na aresta de corta da ferramenta. a) Observando

mais ao centro da figura, a aresta de corte está sendo deformada plasticamente. b)

Seção transversal da deformação plástica da aresta cortante [HOGMARK &

OLSSON, 2005] ... 37

Figura 22 – Lascamento em uma ferramenta de metal duro [MANUAL TÉCNICO EM

USINAGEM, 2006]. ...37

Figura 23 – Trincas de origem térmica [MANUAL TÉCNICO EM USINAGEM, 2006]

...38

Figura 24 – Ferramenta com trincas de origem mecânica [DINIZ et al, 2000] ...38

Figura 25 – A Quebra de uma ferramenta de metal duro [MANUAL TÉCNICO EM

USINAGEM, 2006]. ...40

Figura 26 – Desenho esquemático de uma aresta postiça de corte – APC [TRENT &

WRIGHT, 2000] ...41

Figura 27 – Esquema do crescimento da APC e cisalhamento de partes desta deixando

(12)

XII

Figura 28 – Fragmentos da APC que escapa com o cavaco e que acompanha a peça

[STEMMER, 2001]. ...42

Figura 29 – Variação das dimensões da APC com a velocidade de corte com identificação dos regimes estável e instável e da velocidade de corte crítica [FERRARESI, 1982; ALGARTE et al, 1995] ...42

Figura 30 – Esta figura demonstra a abrasão mecânica em uma ferramenta de HSS utilizada na operação de fresamento [HOGMARK & OLSSON, 2005]...44

Figura 31 – Cratera em uma ferramenta de fresa que cortou um aço de baixo carbono [HOGMARK & OLSSON, 2005]. ...46

Figura 32 – a) Micrografia óptica da seção transversal do dente de fresa após o processo de usinagem. b) Detalhe de (a). [HOGMARK & OLSSON, 2005] ...46

Figura 33 – Diagrama esquemático dos mecanismos de desgaste em diferentes temperaturas de corte [HOGMARK et al, 1994]. ...48

Figura 34 – Desgaste da Ferramenta conforme a ISO 3685 [1993]...50

Figura 35 – Forma de escoamento do cavaco em função da concordância do quebra- cavacos [STEMMER, 2001]...53

Figura 36 – Pó de aço rápido M2...57

Figura 37 – Partículas de HSS M2...57

Figura 38 – Matriz flutuante de compactação...57

Figura 39 – Máquina universal de ensaio EMIC...57

Figura 40 – Curva do tratamento térmico de tempera para os insertos de HSS...59

Figura 41 – Inserto AISI M2 afiado...59

Figura 42 – Suporte para pastilha MTJNR 2020 K16GL...59

Figura 43 – Desenho representativo do Inserto AISI M2...60

Figura 44 – Bits VWM2 afiado...61

Figura 45 – Desenho representativo do Bits VWM2...62

Figura 46 – Corpo de Prova SAE 1045...64

Figura 47 – Máquina-Ferramenta demonstrando como foi o processo experimental de usinagem...64

Figura 48 – Torno CNC ROMI CENTUR 30S utilizado no presente trabalho...64

(13)

XIII

Figura 50 – Superfície principal de corte da aresta III do inserto 1 com 10 minutos de

ensaio...67

Figura 51 – Superfície de saída da aresta I do inserto 1 com 10 minutos de ensaio... ....

...68

Figura 52 – Superfície de saída da aresta III (inserto 1) com 10 minutos de ensaio... ....

...68

Figura 53 – Superfície principal de corte da aresta I do inserto 1 com 45 minutos de ensaio

...69

Figura 54 – Superfície principal de corte da aresta III do inserto 1 com 45 minutos de

ensaio...69

Figura 55 – Superfície de saída da aresta I do inserto 1 com 45 minutos de ensaio...

...69

Figura 56 – Superfície de saída da aresta III do inserto 1 com 45 minutos de ensaio...

...69

Figura 57 – Curva de desgaste do inserto 1...70

Figura 58 – Superfície principal de folga do Inserto 2, aresta I com velocidade de 45

m/min, após 5’ de usinagem...71

Figura 59 – Aresta I do inserto 2 com velocidade de corte de 45 m/min, após 9’ 1’’ de

usinagem...71

Figura 60 – Superfície de saída do inserto 2, aresta I, com velocidade de 45 m/min aos 5

minutos de corte...72

Figura 61 – Superfície de saída do inserto 2, aresta II, com velocidade de 45 m/min aos 5

minutos de corte...72

Figura 62 – A Superfície de saída da aresta II (inserto 2) está bem deteriorada após 25

minutos de corte...73

Figura 63 – Superfície principal de folga do inserto 2, aresta II, após 25 minutos de corte

...73

Figura 64 – Aspecto do desgaste quando o inserto 2, aresta II, atingiu o colapso após 27

minutos e 19 segundos...73

Figura 65 – Superfície de saída. Mecanismo de attrition presente aos 5 minutos de

usinagem na aresta III do inserto 2 com velocidade de corte de 45 m/min...74

Figura 66 – Adesão de material na aresta de corte principal (aresta III) do inserto 2 com um

(14)

XIV

Figura 67 – Curva de desgaste máximo (VBBmáx) do inserto 2 com uma velocidade de 45

m/min...75

Figura 68 – Aresta II do Inserto 3, com um tempo de 44 segundos...76

Figura 69 – Aresta I do Inserto 3, com um tempo de 1 min e 5 segundos...76

Figura 70 – Aresta III do inserto 3 com velocidade de corte de 50 m/min...76

Figura 71 – Aresta III (superfície principal de folga) do inserto 3 com um tempo de 10 minutos...77

Figura 72 – Aresta III do inserto 3 com um tempo de ensaios de 10 minutos...77

Figura 73 – Inserto 3, aresta III com tempo de 20 minutos...77

Figura 74 – Colapso da Aresta III do inserto 3 aos 22 minutos e 13 segundos...77

Figura 75 – Curva de desgaste máximo (VBBmáx) para a aresta III do inserto 3...78

Figura 76 – Bits aos 5 minutos de usinagem...79

Figura 77 – Bits aos 10 minutos de corte...79

Figura 78 – Bits aos 20 minutos de corte...79

Figura 79 – Curva de desgaste do bits...80

Figura 80 – Gráfico de durezas das ferramentas...81

Figura 81 – Superfície de saída do inserto 1, aresta I (Tempo de 15 minutos – Vc = 27 m/min)... 82

Figura 82 – Superfície de saída do inserto 2, aresta II (Tempo de 15 minutos – Vc = 45 m/min)...82

Figura 83 – Superfície de saída do inserto 3, aresta III (Tempo de 15 minutos – Vc = 50 m/min)...82

Figura 84 – Superfície principal de folga do inserto 1, aresta I (Tempo de 15 minutos – Vc = 27 m/min)...83

Figura 85 – Superfície principal de folga do inserto 2, aresta II (Tempo de 15 minutos – Vc = 45 m/min)...83

Figura 86 – Superfície principal de folga do inserto 3, aresta III (Tempo de 15 minutos – Vc = 50 m/min)...83

Figura 87 – Curva de vida para cada aresta cortante utilizada nos ensaios de usinagem... ...84

Figura 88 – Aresta III de corte do inserto 3 com velocidade de corte de 50 m/min. Tempo de ensaio era de 10 minutos...86

(15)

XV

Figura 90 – Na aresta III do Inserto 3 ocorreu colapso da ferramenta aos 22 minutos e 13

segundos...87

Figura 91 – O bits já havia ultrapassado do critério de vida aos 20 minutos de corte...

...87

Figura 92 – Curva de desgaste (VBBmáx.) do inserto 3 (aresta III) e do bits...87

Figura 93 – Microestrutura do aço rápido AISI M2. Sinterizado a 1270 ºC (atacadas com

KOH+K3Fe(CN)6)...88

Figura 94 – Microestrutura do aço rápido VWM2 (atacadas com nital 1%)...88

(16)

XVI LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Amostras realizadas no estudo inicial da sinterabilidade [SILVA, 2003] ...

...13

Tabela 2 – As Composições químicas dos aços rápidos dos grupos M à base de molibdênio e T à base de tungstênio [BAYER & WALTON, 1990]...20

Tabela 3 – Efeito de ciclo de revenimento simples e duplo nas propriedades mecânicas do aço AISI T1 (0,75 C – 18 W – 4 Cr – 1 V) [MAGNABOSCO, 2000]...30

Tabela 4 – Vida de ferramenta (percurso de corte) de torneamento para diversos avanços e velocidades de corte (ap = 1 mm, material da peça: aço 4340, ferramenta de metal duro recoberto classe P35) [DINIZ et al, 2000]...53

Tabela 5 – Composição química e densidade do aço rápido M2...55

Tabela 6 – Propriedades física do pó de HSS M2 (fornecido pela empresa Powdrex)... ...56

Tabela 7 – Distribuição granulométrica do pó de HSS M2 (fornecido pela empresa Powdrex) ...56

Tabela 8 – Composição química do aço rápido VWM2 conforme certificação da Villares Metals...60

Tabela 9 – Composição química do aço SAE 1045 conforme certificação...63

Tabela 10 – Velocidades utilizadas nos ensaios de usinagem...65

Tabela 11 – Análise de desgaste de flanco (VBBmáx) do inserto 1...70

Tabela 12 – Análise de desgaste de flanco (VBBmáx) do inserto 2...75

Tabela 13 – Dureza das ferramentas...80

Tabela 14 – Velocidades utilizadas em cada aresta e resultados...85

(17)

XVII RESUMO

O aço rápido é um dos importantes materiais utilizados no mundo da usinagem. A

sua utilização se diversifica na produção de brocas, serras, fresas, bits e outros. Às vezes é

a única solução para substituir os demais materiais de corte tais com a cerâmica,

metal-duro e outros mais frágeis. É um material que possui boa tenacidade, resistência ao

desgaste. Outra vantagem é o seu baixo custo, principalmente em relação ao metal-duro.

Este trabalho está empenhado no estudo de insertos sinterizados de aço rápido AISI

M2 para torneamento cilíndrico, buscando melhores propriedades mecânicas como elevada

dureza, boa tenacidade e resistência ao desgaste.

Os insertos foram produzidos através de técnicas de metalurgia do pó:

compactados, a 700 MPa, sinterizados a uma temperatura de 1270 ºC por uma hora em

atmosfera protetora de N2 – 8% H2, seguidos dos tratamentos térmicos de têmpera e duplo

revenido. A tempera foi executada a uma temperatura de 1200ºC (por três minutos). O

duplo revenido foi aplicado a uma temperatura 560ºC por duas horas. Após os tratamentos

térmicos, os insertos passaram pelo processo de afiação.

Os ensaios de usinagem basearam-se na ISO 3685 – 1993 (ensaio de torneamento

retilíneo e entre pontas). Não foi utilizado fluido de corte nos ensaios de usinagem. O

material indicado para os ensaios de usinagem foi o aço SAE 1045. Utilizou-se um avanço

de 0,1 mm/rev e profundidade de 1 mm para todos os ensaios, assim respeitando a ISO

3685 – 1993. O critério de fim de vida utilizado durante os ensaios foi VBBmáx = 0,6 mm.

A análise de desgaste era executada no flanco da ferramenta a cada 5 minutos de usinagem.

As análises foram realizadas em microscopia eletrônica de varredura (MEV). As

velocidades utilizadas foram de 27, 45, 50 e 54 m/min, independente de critérios

normalizados.

A intenção foi de estudar a influência dos mecanismos de desgaste na vida útil da

ferramenta, com a variação da velocidade de corte, em condições severas de usinagem. Os

resultados demonstram a viabilidade da utilização de insertos de aços rápidos para

(18)

XVIII ABSTRACT

The high speed steel is one of the important materials used in the machining world.

Its use is diversified in the production of drills, milling cutters, saws, bits and others. It is

sometimes the only solution to substitute the other cut materials such as the ceramics,

sintering carbides and other more brittle materials. HSS is a material that possesses good

toughness and wear resistance. Another advantage is its low cost, mainly in relation to the

sintered carbides.

The objective of this work is to study of AISI M2 high speed steel inserts for

cylindrical turning, looking for better mechanical properties, as high hardness, toughness

and wear resistance.

The inserts were produced by powder metallurgy technique: compacted to 700

MPa, sintered to a temperature of 1270 ºC for one hour in a N2 - 8% H2 protecting

atmosphere, followed by the heat treatments of quenching and double tempering. They

were quenched in a temperature of 1200ºC (for three minutes). The tempering was

accomplished at a temperature of 560ºC by two hours. Before use, the inserts were

sharpened.

The machining tests were based on ISO 3685 - 1993 (standard cylindrical turning

and enter point). Cutting fluid was not used in the tests. The suitable material for the

machining tests was the SAE 1045 steel. It was used a constant feed rate of 0,1 mm/rev

and a depth of cut of 1 mm. The tool-life criterion used during the test was VBBmáx = 0,6

mm. The wear analysis was performed in the flank of the tools every 5 minutes of

machining. The analyses were accomplished using a scanning electron microscopy (SEM).

The cutting speeds were of 27, 45, 50 and 54 m/min, regardless the standard.

The aim is to study the influence of the wear mechanisms on the tool-life, with the

variation of the cutting speed, in severe machining conditions. The results demonstrate the

Figure

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References

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