Fonte: II Assembléia Geral do IFM – 19/11/08
Resumo
Normalmente os custos de usinagem representam cerca de 50% do custo final de produção (Apple, 1999). Dentro deste contexto, as pesquisas nas indústrias siderúrgicas vêm aumentando consideravelmente, de forma a obter aços especiais que proporcionem um menor custo na fabricação de um componente usinado. Entre esses aços especiais têm-se os aços de corte-fácil, que são aqueles projetados com o objetivo de obter máximo desempenho em operações de usinagem. De especial importância são os aços de corte-fácil baixo carbono que respondem pelo maior volume consumido dentro deste grupo de aço. Os usuários deste aço verificaram grande variabilidade de usinabilidade entre lotes distintos, apesar de estarem dentro da mesma especificação. Acredita-se que as variações na composição química sejam responsáveis por estas variações na usinabilidade destes aços (Mill & Redford, 1983). Sabe-se que os elementos residuais endurecem o aço, causando uma redução na vida da ferramenta durante a usinagem e por isso encarece o processo.
Diante do fato de que a composição química destes aços pode afetar diretamente o processo de usinagem e, consequentemente, no orçamento das empresas, objetivou-se este trabalho. Ele analisa a influência do teor de carbono na usinabilidade do aço de corte-fácil ABNT 12L14.
Todos os procedimentos experimentais foram realizados no LEPU – Laboratório de Ensino e Pesquisa em Usinagem da Faculdade de Engenharia Mecânica da UFU – Universidade Federal de Uberlândia.
Para os testes, foram fabricadas pela Aços Villares duas corridas do aço com os teores de carbono controlados, isto é, 0,14% e 0,094%, permitindo levar em consideração a influência deste importante elemento químico na usinabilidade do material, pois os demais elementos químicos foram mantidos em faixas estreitas de variabilidade.
As variáveis de saída utilizadas para quantificar a influência dos elementos residuais foram: vida de ferramenta (teste VOLVO, 1989), temperatura de corte, rugosidade da superfície e força de usinagem, visto que já foram detectados em outros trabalhos e na literatura que variações no teor do carbono influenciam diretamente nestes parâmetros.
Resultados e Discussões
As percentagens de elementos residuais das duas corridas são similares (Tabela 1). Os testes de usinabilidade foram feitos seguindo a metodologia sugerida pela Norma Volvo Std. 1018.712, de 1989, que gera um índice de usinabilidade “B”. Percebe-se que o material com menor teor de carbono resultou em um índice “B” ligeiramente maior (1,1%) que o material com maior teor de carbono que, consequentemente, implicou em uma melhor usinabilidade.
.jpg)
Da Figura 1, resultados de força de corte em função de profundidade de corte e teor de carbono, observa-se que, apesar de muito próximas, o aço que contém maior teor de carbono requer forças ligeiramente superiores. Esta constatação confirma a teoria de que quanto maior a resistência do aço, maior o sistema de força na usinagem.
Em relação a rugosidade (Figura 2), observa-se que o teor de carbono teve praticamente nenhuma influência nos resultados, exceto para os avanços menores de 0,2 mm/rot, onde a rugosidade foi ligeiramente menor para o aço com menor teor de carbono.
Da Figura 3, temperatura de usinagem em função da velocidade de corte e teor carbono, percebe-se que existe uma diferença significativa entre os resultados obtidos na usinagem do aço com alto teor carbono daqueles do aço de baixo teor de carbono, chegando a ter diferença de quase 100 º C para baixas velocidades de corte.
Conclusões
Os resultados apresentados indicam que o teor de carbono possui influência significativa na usinabilidade dos aços de corte-fácil, devendo, portanto ser um elemento rigorosamente monitorado nas aciarias.
Agradecimentos
Os autores deste trabalho agradecem as seguintes empresas e instituições pela contribuição: AÇOS VILLARES S.A., SANDVIK do Brasil Ltda, CNPq, CAPES, FAPEMIG e IFM.
Referências
Apple, C. A. The Relationship between Inclusions and the Machinability of Steel. Mechanical Working and Steel Processing Proceedings, p 415-429, 1989.
Mill, B. and Redford, A.H, Machinability of Engineering Materials, Applied Science Publishers, London and New York, p 98-107, 1989.
The Volvo Laboratory for Mfg Research, Trollhattan, Sweden, The Volvo Standard.
Machinability Test, Std. 1018.712, 1989.
André Bueno Sampaio¹, Marcelo Nascimento de Souza¹, Nelis Evangelista Luiz²,Rosemar Batista da Silva¹, Álisson Rocha Machado¹
¹Universidade Federal de Uberlândia, Faculdade de Engenharia Mecânica
²SIN – Sistema de Implante – São Paulo – SP
[email protected] , [email protected] ,
[email protected] , [email protected] , [email protected]
¹Universidade Federal de Uberlândia, Faculdade de Engenharia Mecânica
²SIN – Sistema de Implante – São Paulo – SP
[email protected] , [email protected] ,
[email protected] , [email protected] , [email protected]
Resumo
Normalmente os custos de usinagem representam cerca de 50% do custo final de produção (Apple, 1999). Dentro deste contexto, as pesquisas nas indústrias siderúrgicas vêm aumentando consideravelmente, de forma a obter aços especiais que proporcionem um menor custo na fabricação de um componente usinado. Entre esses aços especiais têm-se os aços de corte-fácil, que são aqueles projetados com o objetivo de obter máximo desempenho em operações de usinagem. De especial importância são os aços de corte-fácil baixo carbono que respondem pelo maior volume consumido dentro deste grupo de aço. Os usuários deste aço verificaram grande variabilidade de usinabilidade entre lotes distintos, apesar de estarem dentro da mesma especificação. Acredita-se que as variações na composição química sejam responsáveis por estas variações na usinabilidade destes aços (Mill & Redford, 1983). Sabe-se que os elementos residuais endurecem o aço, causando uma redução na vida da ferramenta durante a usinagem e por isso encarece o processo.
Diante do fato de que a composição química destes aços pode afetar diretamente o processo de usinagem e, consequentemente, no orçamento das empresas, objetivou-se este trabalho. Ele analisa a influência do teor de carbono na usinabilidade do aço de corte-fácil ABNT 12L14.
Todos os procedimentos experimentais foram realizados no LEPU – Laboratório de Ensino e Pesquisa em Usinagem da Faculdade de Engenharia Mecânica da UFU – Universidade Federal de Uberlândia.
Para os testes, foram fabricadas pela Aços Villares duas corridas do aço com os teores de carbono controlados, isto é, 0,14% e 0,094%, permitindo levar em consideração a influência deste importante elemento químico na usinabilidade do material, pois os demais elementos químicos foram mantidos em faixas estreitas de variabilidade.
As variáveis de saída utilizadas para quantificar a influência dos elementos residuais foram: vida de ferramenta (teste VOLVO, 1989), temperatura de corte, rugosidade da superfície e força de usinagem, visto que já foram detectados em outros trabalhos e na literatura que variações no teor do carbono influenciam diretamente nestes parâmetros.
Resultados e Discussões
As percentagens de elementos residuais das duas corridas são similares (Tabela 1). Os testes de usinabilidade foram feitos seguindo a metodologia sugerida pela Norma Volvo Std. 1018.712, de 1989, que gera um índice de usinabilidade “B”. Percebe-se que o material com menor teor de carbono resultou em um índice “B” ligeiramente maior (1,1%) que o material com maior teor de carbono que, consequentemente, implicou em uma melhor usinabilidade.
Da Figura 1, resultados de força de corte em função de profundidade de corte e teor de carbono, observa-se que, apesar de muito próximas, o aço que contém maior teor de carbono requer forças ligeiramente superiores. Esta constatação confirma a teoria de que quanto maior a resistência do aço, maior o sistema de força na usinagem.
Em relação a rugosidade (Figura 2), observa-se que o teor de carbono teve praticamente nenhuma influência nos resultados, exceto para os avanços menores de 0,2 mm/rot, onde a rugosidade foi ligeiramente menor para o aço com menor teor de carbono.
Da Figura 3, temperatura de usinagem em função da velocidade de corte e teor carbono, percebe-se que existe uma diferença significativa entre os resultados obtidos na usinagem do aço com alto teor carbono daqueles do aço de baixo teor de carbono, chegando a ter diferença de quase 100 º C para baixas velocidades de corte.
Conclusões
Os resultados apresentados indicam que o teor de carbono possui influência significativa na usinabilidade dos aços de corte-fácil, devendo, portanto ser um elemento rigorosamente monitorado nas aciarias.
Agradecimentos
Os autores deste trabalho agradecem as seguintes empresas e instituições pela contribuição: AÇOS VILLARES S.A., SANDVIK do Brasil Ltda, CNPq, CAPES, FAPEMIG e IFM.
Referências
Apple, C. A. The Relationship between Inclusions and the Machinability of Steel. Mechanical Working and Steel Processing Proceedings, p 415-429, 1989.
Mill, B. and Redford, A.H, Machinability of Engineering Materials, Applied Science Publishers, London and New York, p 98-107, 1989.
The Volvo Laboratory for Mfg Research, Trollhattan, Sweden, The Volvo Standard.
Machinability Test, Std. 1018.712, 1989.