Efeitos do processo de torneamento nas propriedades de superfície em compósitos autolubrificantes sinterizados

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2018.Em projetos de engenharia geralmente existem superfícies de componentes que apresentam ao mesmo tempo contato e movimento relativo, ocasionando, portanto, atrito e desgaste. Visando a redução destes fenômenos, nos últimos anos ocorreu um aumento significativo em pesquisas relacionadas ao desenvolvimento de materiais que apresentam baixo coeficiente de atrito, principalmente por permitir um aumento no tempo de vida de componentes fabricados e uma redução no consumo de energia. Nesse contexto, o objetivo principal deste trabalho é estudar os efeitos do processo de torneamento na obtenção de superfícies em materiais autolubrificantes produzidos por compactação e sinterização. As superfícies foram usinadas utilizando insertos de metal-duro classe P20 sem o uso de meios lubrirrefrigerantes. Foram analisados os efeitos da variação dos parâmetros de corte (vc, f, ap), geometria das ferramentas (?, re, rn, ?) e do desgaste de flanco na obtenção das superfícies. Verificou-se que os parâmetros de corte, geometria das ferramentas e o desgaste de flanco modificam as componentes da força de usinagem, bem como a qualidade das superfícies usinadas. Os poros das superfícies sinterizadas, originados devido ao processo de metalurgia do pó dos materiais estudados, são, na sua grande maioria, fechados em decorrência da deformação plástica imposta pela usinagem. As superfícies usinadas apresentaram, mesmo após sofrer usinagem, lubrificantes sólidos expostos, mas, não atingiram valores de coeficiente de atrito dentro do limite de lubricidade. A usinagem proporcionou redução, em torno de 95%, na durabilidade das superfícies quando comparada as superfícies sinterizadas. Os valores do coeficiente de atrito e da taxa de desgaste do par tribológico das superfícies usinadas ficaram aproximadamente 350% e 170%, respectivamente, maiores do que as superfícies sinterizadas. Evidencia-se, através deste trabalho, que o processo de torneamento de compósitos autolubrificantes produzidos por compactação de pós e sinterização proporciona melhores acabamentos nas superfícies. No entanto, modifica o comportamento tribológico das superfícies obtidas.Abstract : In engineering projects there are often component s surfaces that present both contact and relative motion, thus causing friction and wear. Aiming at reducing this phenomena, in recent years there has been a significant increase in research related to the development of materials that have a low coefficient of friction, mainly because it allows an increase in the life time of fabricated components and a reduction in energy consumption. In this context, the main objective of this work is to study the effects of the turning process in obtaining surfaces in self-lubricating materials produced by pressing and sintering. Surfaces were machined using grade P20 cemented carbide inserts without the use of cutting fluid. The effects of variation of cutting parameters (vc, f, ap), tool geometry (?, re, rn, ?) and flank wear on the acquisition of the surfaces were analyzed. It was verified that the cutting parameters, tool geometry and flank wear modified the cutting force components as well as the quality of the machined surfaces. The pores of sintered surfaces, due to the powder metallurgy process of the studied materials were, for the most part, closed due to the plastic deformation imposed by the machining. The machined surfaces have shown, even after machining, exposed solid lubricants, but, they did not reach friction coefficient values within the lubricity limit. Machining resulted in a reduction of around 95% in the durability of the surfaces when compared to the sintered surfaces. The friction coefficient values and the wear rate of the tribological pair of the machined surfaces were approximately 350% and 170%, respectively, higher than the sintered surfaces. It is evidenced, through this work, that the turning process of self-lubricating composites produced by pressing of powders and sintering provides better surface finishes. However, modifies the tribological behavior of the obtained surfaces