6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.5. Desgaste diametral da ferramenta
6.7.2. Microdureza – Rebolo de CBN
As Figuras 6.31 a 6.33 representam os valores de microdureza obtidos para o rebolo de CBN para análise comparativa entre as condições de lubri-refrigeração convencional (8,4 l/min), aplicação da técnica da MQL e a condição a seco (sem fluido). Para a técnica da MQL foram testadas apenas algumas condições, pois apresentaram em ensaios preliminares resultados insatisfatórios.
Analisando-se os resultados para a microdureza conclui-se que não houveram alterações significativas na microdureza, indicando assim que a técnica da MQL proporcionou boas condições de usinagem. A menor microdureza da peça tratada termicamente se deve ao fato da alta deformação plástica superficial no processo de torneamento, o que acelera o processo de recristalização no tratamento de têmpera, podendo ocasionar um aumento no tamanho de grão da austenita gerando uma estrutura martensítica de menor dureza.
Pode-se concluir por fim que os valores de microdureza para o rebolo de CBN na superfície foram menores quando comparados com o rebolo de óxido de alumínio, provavelmente a alta condutividade térmica do rebolo de CBN contribuiu para este comportamento, evitando que grande parte do calor gerado na retificação fosse dissipado para a peça.
Rebolo CBN
450 500 550 600 650 700 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325Profundidade abaixo da superfície [ µm ]
M
icro
d
u
reza
[ H
V
0, 2 / 40]
Ar = 30; Lub = 40 Conv = 8,4 l/min Trat. Térmico
Figura 6.31 - Microdureza para Rebolo de CBN, Lubri-refrigeração convencional vazão = 8,4 l/min, MQL com velocidade do ar = 30 m/s e vazão do lubrificante = 40 ml/h
Rebolo CBN
450 500 550 600 650 700 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325Profundidade abaixo da superfície [ µm ]
M
icro
d
u
reza
[
H
V
0, 2 / 4 0]
Ar = 30; Lub = 60 Conv = 8,4 l/min Trat. Térmico
Figura 6.32 - Microdureza para Rebolo de CBN, Lubri-refrigeração convencional vazão = 8,4 l/min, MQL com velocidade do ar = 30 m/s e vazão do lubrificante = 60 ml/h
Rebolo CBN
450 500 550 600 650 700 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325Profundidade abaixo da superfície (µm)
M
icro
d
u
reza
[ H
V
0, 2 / 40]
Ar = 40; Lub = 60 Conv = 8,4 l/min Trat. Térmico
Figura 6.33 - Microdureza para Rebolo de CBN, Lubri-refrigeração convencional vazão = 8,4 l/min, MQL com velocidade do ar = 40 m/s e vazão do lubrificante = 60 ml/h
6.8. Microscopia Eletrônica de Varredura – MEV
A integridade superficial de uma peça é de extrema importância, e danos causados a superfície de um material podem afetá-la significativamente, causando alterações na resistência ao desgaste, à corrosão, nucleação e propagação de trincas e aceleração do processo de fadiga da peça. A integridade superficial de uma peça é afetada principalmente pela temperatura gerada no processo de usinagem, podendo causar danos térmicos na peça.
As Figuras 6.34 a 6.45 representam os resultados obtidos para a microscopia eletrônica de varredura (MEV) obtidos para os rebolos de óxido de alumínio (Al2O3) e CBN, para as condições de lubri-refrigeração convencional (8,4 l/min), para a aplicação da técnica da MQL e usinagem a seco. Para a técnica da MQL foram utilizadas duas vazões para o fluido (40 e 60 ml/h) e três velocidades para o ar comprimido (20, 30 e 40 m/s). A ampliação utilizada para todas as análises foi de 4.000 vezes, condição que melhor apresentou a visualização das microestruturas.
A MEV é uma poderosa técnica de avaliação microestrutural, possibilitando análises do estado de superfícies e noção de profundidade.
Analisando-se as microestruturas, verifica-se que o material do corpo de prova, apresenta uma estrutura martensítica. A formação deste tipo de microestrutura esta relacionada a temperatura, velocidade de aquecimento e resfriamento, influenciadas pelo tipo e forma de aplicação do fluido de corte. Observa-se em todas as micrografias que não houveram alterações microestruturais significativas nas diversas condições aplicadas, provavelmente a quantidade de calor gerada no processo absorvida pela peça durante o processo de retificação, não foram suficientes para produzir alterações subsuperficiais. Resultados semelhantes foram encontrados por Klocke et al. (2000a) na retificação externa de mergulho aplicando-se refrigeração com bocal de sapata (24 l/min) e da técnica da MQL (215 ml/h), pois os resultados obtidos não revelaram alterações na microestrutura. Pode-se observar na Figura 6.35, que a condição a seco (sem fluido) apresentou uma estrutura martensítica mais fina, provavelmente devido ao revenimento mais efetivo ocorrido na subsuperfície devido a maior temperatura alcançada e ao resfriamento mais lento.
Figura 6.34 - MEV para Rebolo de Óxido, Lubri-refrigeração convencional vazão = 8,4 l/min
Figura 6.36 - MEV para Rebolo de Óxido, MQL com velocidade do ar = 20 m/s e vazão do lubrificante = 40 ml/h
Figura 6.37 - MEV para Rebolo de Óxido, MQL com velocidade do ar = 30 m/s e vazão do lubrificante = 40 ml/h
Figura 6.38 - MEV para Rebolo de Óxido, MQL com velocidade do ar = 40 m/s e vazão do lubrificante = 40 ml/h
Figura 6.39 - MEV para Rebolo de Óxido, MQL com velocidade do ar = 20 m/s e vazão do lubrificante = 60 ml/h
Figura 6.40 - MEV para Rebolo de Óxido, MQL com velocidade do ar = 30 m/s e vazão do lubrificante = 60 ml/h
Figura 6.41 - MEV para Rebolo de Óxido, MQL com velocidade do ar = 40 m/s e vazão do lubrificante = 60 ml/h
Figura 6.42 - MEV para Rebolo de CBN, Lubri-refrigeração convencional vazão = 8,4 l/min
Figura 6.43 - MEV para Rebolo de CBN, MQL com velocidade do ar = 30 m/s e vazão do lubrificante = 40 ml/h
Figura 6.44 - MEV para Rebolo de Óxido, MQL com velocidade do ar = 30 m/s e vazão do lubrificante = 60 ml/h
Figura 6.45 - MEV para Rebolo de CBN, MQL com velocidade do ar = 40 m/s e vazão do lubrificante = 60 ml/h
A Figura 6.46 revela a microestrutura para a peça após a operação de torneamento, seguida de tratamento térmico (têmpera e revenimento). Através da análise da microestrutura pode-se afirmar que as diversas condições testadas para a técnica da MQL, demonstraram resultados satisfatórios, ou seja, sem alterações significativas da microestrutura após a retificação, não apresentando possíveis danos à superfície da peça, melhorando assim propriedades da peça, como resistência à corrosão e a abrasão e maiores resistência à fadiga.