RELATÓRIO DE ESTÁGIO 2/3 Período: de 27/02/2010 a 14/05/2010

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Universidade Federal de Santa Catarina

Centro Tecnológico

Departamento de Engenharia Mecânica Coordenadoria de Estágio do Curso de

Engenharia Mecânica

CEP 88040-970 - Florianópolis - SC - BRASIL www.emc.ufsc.br/estagiomecanica

estagio@emc.ufsc.br

RELATÓRIO DE ESTÁGIO – 2/3

Período: de 27/02/2010

a 14/05/2010

ZEN S.A

Aluno: Eduardo Bonin

Supervisor: Euclides Emiliano Bononome Orientador: Rolf Bertrand Schroeter

BRUSQUE MAIO DE 2010

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2 ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Peças antes (esquerda) e depois (direita) da cementação. A área escura é a

perlita formada pela introdução de carbono. Aumento 100x. Nital 3%...6

Figura 2: Diferença entre a periferia (esquerda) e núcleo (direita) de uma peça cementada. Aumento 500x. Nital 3%...7

Figura 3: Gráfico de microdureza Vickers feita na peça cementada. Observa-se uma periferia mais dura que o núcleo. ...8

Figura 4: Etapas de fabricação pinhão 6390652.0...12

Figura 5: Pinhão 6390652.0 ...13

Figura 6: Microestrutura após conformação>recozimento> conformação. Aumento 200x. (C1)...15

Figura 7: Estrutura cementada carga C1. Aumento 200x...16

Figura 8: Estrutura cementada carga C2. Aumento 200x...18

Figura 9: Camada cementada tempo temperatura ...19

Figura 10: Estrutura cementada carga C2 retrabalhada. Aumento 200x...21

Figura 11: Microestrutura após conformação>recozimento> conformação. Aumento 200x.(C3)...22

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3 ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1 - Características carga C1 ...14

Tabela 2 - Dureza superficial antes cementação ...15

Tabela 3 - Características programa cementação carga C1...16

Tabela 4 - Dureza superficial peça cementada (C1)...16

Tabela 8 - Características programa cementação carga C2 retrabalho...20

Tabela 9 - Dureza superficial peça cementada (C2 retrabalhada) ...20

Tabela 11 - Dureza antes cementação ...22

Tabela 14 - Variação da rugosidade com o tratamento térmico e jateamento, teste 3. ...26

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ...5 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA...6 2.1 Tratamento Termo-Químico...6 2.1.1 Cementação Gasosa...6 2.2 Preparação de Amostras ...9 3 FABRICAÇÃO DO PINHÃO 639.0652.0 ...11

4 ATIVIDADES E TESTES REALIZADOS...13

5 TESTES REALIZADOS COM O PINHÃO 6390652.0...13

5.1 Análise preliminar do tempo de cementação e qualidade do brochamento...13

5.2 Teste da influência da cementação na qualidade do brochamento, acompanhamento de carga a carga. ...14

5.2.1 Acompanhamento de carga a carga ...14

5.2.1.1 Carga 1 cementação (C1) ...14

Controle de temperatura do forno de cementação ...19

5.2.1.3 Retrabalho...20

5.3 Considerações...24

5.4 Monitoramento de todas as cargas cementadas para usinagem...24

6 TESTES REALIZADOS COM O PINHÃO 6390888.0...25

6.1 Teste Análise da influência do tratamento térmico e jateamento na rugosidade final do produto...25 Objetivo: ...25 Procedimento:...25 6.1.1 Resultados...25 6.1.2 Considerações e resultados...27 6.2 Rastreamento de lotes 6390888.0...28 Justificativa...28 7 CONCLUSÃO...29 8 REFERÊNCIAS ...30

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1 INTRODUÇÃO

O presente trabalho relata atividades desenvolvidas na segunda parte do estágio curricular realizado na Empresa Zen S.A no setor de Engenharia de Processos.

Nesta etapa os problemas de rugosidade e arrancamento de material ainda são o foco do trabalho, as atividades realizadas neste período dão seqüência às do relatório anterior. Serão discutidas outras etapas do processo tais como: tratamento térmico, tratamento termoquímico, análise de amostras e as possíveis influências na usinagem.

Este relatório trata o problema de arrancamento de material de forma mais efetiva, junto deste, os problemas de rugosidade. Uma serie de testes, monitoramentos e mudanças foram realizados e serão abordadas no presente texto.

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2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 Tratamento Termo-Químico

Esse tratamento tem por objetivo principal: aumentar a dureza e a resistência do material ao desgaste de sua superfície, e ao mesmo tempo, manter o núcleo dúctil e tenaz através da difusão de elementos químicos comuns ao aço, como carbono (cementação) e/ou nitrogênio (nitretação).

A cementação, também conhecida por carburização, consiste em introduzir maiores quantidades de carbono na superfície de aço com baixos teores do mesmo. Este processo é indicado para aços com teores abaixo de 0,25% originalmente, pois durante esse processo a concentração varia até valores próximos a 1%. O aço é aquecido acima da zona crítica (850˚C a 950˚C) normalmente aproveita-se este aquecimento para temperar ou tratar termicamente de alguma outra forma.

Figura 1: Peças antes (esquerda) e depois (direita) da cementação. A área escura é a perlita formada pela introdução de carbono. Aumento 100x. Nital 3%.

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7 Consiste em enriquecimento superficial de carbono através do aquecimento do material em uma conveniente atmosfera carbonácea. Após a introdução do carbono geralmente acontece a têmpera, aonde os carbonetos irão se precipitar e assim deixando a superfície mais dura. Há necessidade de limpeza superficial da peça para que se obtenha resultados uniformes.

Nesse processo, cria-se uma atmosfera com monóxido de carbono e gás metano, etano e propano, obtidos pelo craqueamento de hidrocarbonetos na presença de ar. As reações para formação de carbono são reversas, ou seja, caso o aço contenha um percentual maior que o da atmosfera, ele irá se descarbonetar. Estas reações são:

CO + H2 ↔ C + H2O

2CO ↔ C + CO2

CH4 ↔ C + 2H2

C2H6 ↔ C + xCH4 + yH2

C3H8 ↔ C + xC2H6 + yC2H4 + 2H2

A temperatura no interior do forno varia de 850°C a 930°C, pois está faixa favorece o processo de difusão, já que o ferro encontra-se no estado alotrópico gama, facilitando assim a difusão de carbono. Outros fatores também influenciam no processo de cementação, são eles: coeficiente de difusão do carbono no aço, teor inicial de carbono no aço e da natureza do agente carbonetante. O tempo de cementação e o percentual de carbono na atmosfera dependem dos requisitos da peça e da profundidade de camada cementada a ser alcançada.

Figura 2: Diferença entre a periferia (esquerda) e núcleo (direita) de uma peça cementada. Aumento 500x. Nital 3%.

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8 Figura 3: Gráfico de microdureza Vickers feita na peça cementada. Observa-se uma periferia mais dura que o núcleo.

As principais vantagens da cementação gasosa são as seguintes:

– Não há redução de eficiência com o tempo de cementação;

– Processo limpo, pois ocorre apenas o processo de entrada e saída de gás da câmara;

– Melhor controle de difusão do carbono e de camada cementada, além de uma maior velocidade de difusão e de maior uniformidade;

– Pode-se fazer uma só têmpera diretamente após o processo.

Em contrapartida, necessita-se controlar não apenas a temperatura, assim como os gases dentro do forno, sendo que estes sofrem reações complexas, podendo ser prejudiciais. Outro ponto influenciador que precisa ser controlado é o ponto de orvalho, definido como a temperatura exata, a uma determinada pressão, na qual uma mistura de gases começa a precipitar sua quantidade de umidade. A importância deste controle serve para reduzir os riscos de oxidação ou descarbonetação do aço. Para uma data temperatura, quanto menor o ponto de orvalho, maior a tendência de carbonetação da atmosfera. [5]

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9

2.2 Preparação de Amostras

A preparação de amostras para microscopia ótica é um processo corrente e muito bem conhecido. Esta técnica é utilizada para a investigação de metais cuja estrutura queremos conhecer. Uma preparação bem feita poderá nos fornecer informações importantes a respeito do comportamento mecânico do material sem que muitas vezes tenhamos que nos dedicar a outros testes muito mais trabalhosos e caros. Principais passos desta prática seriam os seguintes:

Corte Embutimento Lixamento Polimento Ataque químico Corte

O corte é uma etapa importante da preparação, pois um local bem escolhido para a retirada nos dará condições de termos uma amostra realmente representativa da estrutura que se quer observar. Por exemplo, de acordo com a história prévia de uma peca deveremos julgar se o corte que vai ser feito deve ser longitudinal ou transversal ou ainda se devemos retirar da menor seção ou da maior seção.

Embutimento

Esta etapa é uma etapa opcional, pois ela só será necessária se a amostra retirada for muito pequena a ponto de impedir a manipulação necessária no lixamento e no polimento. Outra justificativa seria a necessidade de se observar as bordas da amostra, as quais sempre ficam arredondadas durante o lixamento caso não haja uma área de suporte suficientemente grande à sua volta.

O embutimento é um procedimento simples que pode ser dividido em duas forma principais: embutimento a quente e embutimento a frio.

No embutimento a quente usa-se uma combinação de pressão e temperatura para efetuar a polimerização da resina com o auxílio de uma prensa de embutimento. No

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10 procedimento evita que o aquecimento provoque alterações na estrutura em caso de amostras de materiais de baixo ponto de fusão.

Lixamento

O lixamento é uma etapa da preparação que visa aplainar a superfície da amostra bem como reduzir ao mínimo a camada deformada gerada pelo corte. Após o corte da amostra vamos encontrar a superfície cheia de sulcos apresentando uma camada deformada. Esta camada deve ser retirada para que possa ser examinada a estrutura real da amostra. Isto será feito inicialmente pelo lixamento e completado pelo polimento.

A operação de lixamento é feita utilizando-se uma seqüência de lixas desde a mais grossa até a mais fina girando-se a amostra de 90 graus sempre que se troca de lixa, prolongando-se a operação até que todos os riscos da lixa anterior tenham desaparecido. A quantidade de lixas utilizadas depende da experiência do operador e normalmente são utilizadas lixas que utilizam água como lubrificante.

Polimento

Esta etapa é a mais importante na obtenção de uma superfície adequada para a observação. O polimento objetiva a eliminação dos riscos e da camada deformada deixada pela última lixa, fazendo com que se tenha uma superfície plana e isenta de riscos.

O polimento é feito com abrasivos depositados sobre panos especiais cuja textura e composição depende do abrasivo utilizado. Os abrasivos mais utilizados neste caso são o diamante e a alumina. A granulometria dos mesmos varia desde grãos de 10µm até 0,1µm.

Normalmente são utilizadas duas etapas, uma com um grão mais grosseiro e outra com grão mais fino. O procedimento é semelhante ao utilizado no lixamento, isto é, deve-se rodar a amostra de 90 graus sempre que se muda o abrasivo. Outra maneira seria movimentar a amostra no sentido contrário ao da rotação do prato da politriz.

Quando se finaliza o polimento devemos ter atingido a estrutura real do material, só desta maneira poderemos observar corretamente a estrutura.

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11 O exame de uma amostra polida, não atacada, revela apenas alguns detalhes da estrutura tais como inclusões, trincas e grafita em ferros fundidos. Para que possamos identificar outros detalhes como tamanho de grão e fases presentes é necessário que se faça um ataque da superfície do material através de um reagente. Os reativos utilizados no ataque são específicos para cada material e tipo de detalhe que se quer observar.

Essencialmente o ataque químico é uma reação química que se dá na superfície da peça onde são atacadas as áreas mais reativas. Para que se possa atingir este objetivo o procedimento torna-se dependente do tempo, pois, para tempos adequados somente serão atacadas as áreas de átomos de maior energia como é o caso, por exemplo, dos contornos de grão. O procedimento consiste em se mergulhar a amostra polida no reagente até que fiquem atacadas as áreas mais reativas, permanecendo não atacadas as áreas menos reativas.

Quando a luz vinda do iluminador do microscópio incide sobre a superfície a mesma será refletida segundo o ângulo de incidência. Entretanto nas zonas atacadas, os raios de luz serão desviados não sendo conduzidos para a ocular do microscópio. Isto fará com que seja vista apenas a luz proveniente das superfícies não atacadas aparecendo como áreas escuras (ausência de luz) as zonas atacadas. Neste caso os contornos de grão apresentando-se como uma linha escura e teremos também uma distinção entre fases no material onde uma delas aparecerá clara e a outra escura.

3 FABRICAÇÃO DO PINHÃO 639.0652.0

No relatório passado foi introduzido de forma geral a fabricação do pinhão 6390652.0. Neste trabalho segue o esquema de fabricação e maiores informações sobre o processo principalmente da cementação antes do brochamento.

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1 2 3 4 5 6 7

Figura 4: Etapas de fabricação pinhão 6390652.0

Cementação do pinhão 639.0652.0 antes do brochamento

Como dito anteriormente a cementação no pinhão 639.0652.0 antes do brochamento de estrias é realizada para uma melhoria no processo.

O aço utilizado na fabricação desse pinhão é denominado aço para conformação a frio. Então originalmente este aço não é muito favorável para a usinagem, principalmente na formação de cavaco. Por se tratar de um aço hipoeutetóide e não ligado, sua estrutura é basicamente ferrítica, que por sua vez tem características de baixa dureza, alto grau de deformação, alto poder de adesão e desfavorável formação de cavaco.

A cementação antes do brochamento introduz carbono no material, gerando assim perlita fina, que por sua vez tem características de: pequeno grau de deformação, pequeno poder de adesão, formação favorável de cavaco e redução de rebarbas. Todas essas características vem a favorecer a usinagem das estrias, principalmente se tratando de estrias de pequenas dimensões onde qualquer má formação de cavaco ou adesão de material prejudicam a mesma.

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4 ATIVIDADES E TESTES REALIZADOS

Durante esta segunda etapa foram realizadas várias atividades, testes, implantação de controles, mudanças em ciclos de recozimento. As atividades práticas realizadas foram na célula de usinagem, no setor de conformação e tratamento térmico. Que foram as seguintes: observação dos processos, acompanhamento da variação de rugosidade, montagem de um sistema de rastreamento dos processos (estrutura gerada e desempenho na usinagem).

As principais atividades realizadas seguem a seguir.

5 TESTES REALIZADOS COM O PINHÃO 6390652.0

Objetivo

Estudar o comportamento, freqüência e possíveis motivos do arrancamento de material no pinhão 6390652.0 e 6391041.0

Figura 5: Pinhão 6390652.0

5.1

Análise preliminar do tempo de cementação e qualidade do brochamento

.

Para uma analise preliminar foram estudadas peças de diferentes fornadas com o mesmo tempo de cementação.

O comportamento encontrado no brochamento não seguiu uma lógica, o desempenho foi muito irregular, ou seja, peças com o mesmo tempo de cementação se comportavam de formas bem distintas.

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14 Esta aleatoriedade de comportamento mostrou a necessidade da realização de testes mais criteriosos que levassem em conta outras analises com forno utilizado, microestrutura gerada, dureza e camada cementada gerada.

5.2 Teste da influência da cementação na qualidade do brochamento, acompanhamento de carga a carga.

Objetivo:

Analise comparativa, das variações no processo e desempenho no brochamento.

Análises:

Microestrutura, dureza superficial, camada cementada e desempenho no brochamento.

5.2.1 Acompanhamento de carga a carga

Para a análise do processo, as peças foram separadas em grupos. Cada grupo corresponde a uma carga de cementação.

5.2.1.1 Carga 1 cementação (C1)

Segue a baixo as características das peças da primeira carga de cementação.

Pinhão 6390652.0

OS conformação 252761

Ciclo recozimento Diferenciado 820˚C Data recozimento 12/02/2010

Data cementação 22/04/2010

Tabela 1- Características carga C1

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15 As estruturas das peças foram analisadas antes de serem encaminhadas para cementação. Segue abaixo a microestrutura e valores de dureza superficial das peças.

Microestrutura

Figura 6: Microestrutura após conformação>recozimento> conformação. Aumento 200x. (C1)

Dureza superficial

Dureza

Local Quebra canto fundo furo

90 89 88

Hrb 86 89 87

84 90 87

Média 87 89 87

Tabela 2 - Dureza superficial antes cementação

Obs: os valores de dureza e a microestrutura estão semelhantes ao lote do mês passado onde, não houve problemas para usinagem nos dentes.

Características programa cementação C1

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16 Tempo cementação 1 hora

Forno 14

%C 0,7

Gás GLP/GN

Temperatura 870

Peso da carga 194kg Tabela 3 - Características programa cementação carga C1

Após a cementação as peça foram novamente analisadas, foram medidos os valores de dureza superficial, camada cementada e analise de estrutura geral. Segue abaixo os valores:

Dureza superficial da peça cementada carga C1

Dureza C1

71 69 69

Hrb 66 70 69

69 72 68

Média 69 70 69

Tabela 4 - Dureza superficial peça cementada (C1)

Estrutura cementada cargaC1

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17

Obs: a camada cementada é bem visível e concentrada. Espessura da parte mais concentrada

(camada com menos de 5% de ferrita) aproximadamente 0,08 a 0,11mm, a parte menos concentrada (área visível de difusão de carbono) chega aproximadamente a 0,19 mm.

Desempenho: a carga C1 teve um bom desempenho no brochamento. Com o devido cuidado

houve uma quantidade insignificante de estrias arrancadas.

5.2.1.2 Carga 2 cementação (C2)

Segue a baixo as características das peças da segunda carga de cementação.

Pinhão 6390652.0

Data cementação 26/04/2010 Tabela 5 - Características carga C2

C2 e C1 mesma carga de recozimento, porém cargas de cementação diferentes.

Segue abaixo as características do programa de cementação carga C2

Tempo cementação 1 hora

Forno 12

%C 0,7

Gás ENDOGÁS

Temperatura 870˚C

Peso da carga 298kg Tabela 6 - Características programa cementação carga C2

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18 Como na carga C1, após a cementação as peça foram novamente analisadas, foram medidos os valores de dureza superficial, camada cementada e analise de estrutura geral. Segue abaixo os valores:

Dureza C2

70 69 72

Hrb 71 70 69

70 70 70

Tabela 7 – Dureza superficial peça cementada (C2)

Estrutura cementada cargaC2

Figura 8: Estrutura cementada carga C2. Aumento 200x

Obs: a camada cementada pouco visível e pouco concentrada. A parte mais concentrada não é

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19 não muito clara. Este problema pode ter ocorrido por temperatura ou atmosfera inadequada na cementação.

Desempenho: a carga C2 teve um desempenho ruim no brochamento. Mesmo com o cuidado

para manter a brocha limpa o arrancamento aconteceu em muitas peças. A carga C2 foi interditada e mandada para novo ciclo de cementação.

Controle de temperatura do forno de cementação

Devido ao problema ocorrido com a camada cementada, viu-se a necessidade de uma investigação na temperatura do forno. O controle da temperatura dos fornos foi feito através da colocação de uma peça cerâmica junto às cargas ou presa em uma peça ou no próprio cesto. Dependendo da temperatura e do tempo em que a peça está dentro do forno, o seu diâmetro diminui.

A partir da redução das dimensões da peça, pode se obter a temperatura do local requerido. Com a utilização deste método encontrou-se uma temperatura de 5 a 6% menor do que a indicada no programa. Segue a baixo o gráfico de espessura de camada cementada em função do tempo e temperatura do programa. Gráfico aço 1020 que é similar ao 10B22.

Figura 9: Camada cementada tempo temperatura

Como pode se notar através do gráfico uma diferença de 5 a 6% ou seja aproximadamente 50˚C, gera uma grande diferença na camada cemetada. A partir deste a temperatura do forno também começo a ser estudada, pois uma pequena diferença na temperatura gera uma grande

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20 diferença na camada. Este fato se explica, pois a difusão é um fenômeno influenciado exponencialmente pela temperatura.

5.2.1.3 Retrabalho

Devido ao desempenho ruim no brochamento juntamente com a constatação da camada cementada inadequada, as peças da carga C2 foram encaminhadas novamente para cementação.

Características programa cementação C2 retrabalho

Segue abaixo as características do programa de cementação carga C2 retrabalho

Tempo cementação 1 hora

Forno 14

%C 0,7

Gás GLP/GN

Temperatura 870

Peso da carga 298kg

Tabela 8 – Características programa cementação carga C2 retrabalho

Como nas cargas anteriores, após a cementação as peça foram novamente analisadas, foram medidos os valores de dureza superficial, camada cementada e analise de estrutura geral. Segue a baixo os valores:

Dureza superficial da peça cementada carga C2 retrabalhada

Dureza C2 retrabalhada

73 73 74

Hrb 69 73 73

74 72 74

Média 72 73 74

Tabela 9 – Dureza superficial peça cementada (C2 retrabalhada)

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21 Figura 10: Estrutura cementada carga C2 retrabalhada. Aumento 200x

Obs: houve um amento bem visível na camada cementada. Espessura da parte mais concentrada

aproximadamente 0,08 a 0,10 mm, a parte menos concentrada chega aproximadamente 0,2 mm.

Desempenho: o retrabalho melhorou o desempenho no brochamento. A operação apresentou

ainda alguns problemas de arrancamento. Estes problemas foram contornados com aumento do cuidado com a limpeza da ferramenta.

5.2.1.4 Carga 3 cementação (C3)

Segue a baixo as características das peças da terceira carga de cementação.

Pinhão 6391041.0

Data cementação 27/04/2010 Tabela 10 –Características carga C3

(22)

22 As estruturas das peças foram analisadas antes de serem encaminhadas para cementação. Segue abaixo a microestrutura e valores de dureza superficial das peças.

Microestrutura

Figura 11: Microestrutura após conformação>recozimento> conformação. Aumento 200x.(C3)

Dureza superficial

Dureza antes da cementação

86 89 90

Hrb 87 89 91

85 90 92

Média 86 89 91

Tabela 11 - Dureza antes cementação

Obs: os valores de dureza e a microestrutura estão semelhantes ao lote do mês passado onde, não houve problemas para usinagem nos dentes.

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23 Tempo cementação 1,5 hora

Forno 14

%C 0,7

Gás GLP/GN

Temperatura 870

Peso da carga 158kg Tabela 12 – Características programa cementação carga C3

Como nas cargas anteriores, após a cementação as peça foram novamente analisadas, foram medidos os valores de dureza superficial, camada cementada e analise de estrutura geral. Segue abaixo os valores:

Dureza C3

73 71 70 Hrb 73 76 74 71 72 74 74 75 Média 72 74 73

Tabela 13 – Dureza superficial peça cementada (C3)

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24 Figura 12: - Estrutura cementada carga C3. Aumento 200x

Obs: a camada cementada é bem visível, concentrada e de boa espessura. Espessura da parte mais

concentrada aproximadamente 0,10 a 0,11 mm, a parte menos concentrada chega aproximadamente 0,19 mm.

Desempenho: a carga C3 teve um bom desempenho no brochamento. Tendo uma quantidade

insignificante de estrias arrancadas.

5.3 Considerações

Como pode se notar, o desempenho do brochamento esta diretamente influenciado pelo processo de cementação (espessura e concentração). Para melhoria do processo as cargas serão analisadas logo após saírem do forno, identificando assim os problemas antes de desmontar a carga e levar as peças para brochamento.

As próximas cargas serão monitoradas, registrando forno, gás utilizado, tempo de cementação para ter um histórico e assim montar um padrão de processo.

Com o acompanhamento na célula de usinagem pode se notar a grande importância do operador no brochamento desses pinhões. A limpeza da brocha e inspeção visual são de grande importância nesse processo. Operadores com experiência e treinados para essa operação conseguem um rendimento superior.

5.4 Monitoramento de todas as cargas cementadas para usinagem

Para a melhoria da detecção de problemas ocorridos no brochamento de estrias foi proposto um sistema de monitoramento de cargas cementadas. Com esse monitoramento todas as cargas cementadas para usinagem serão analisadas, medindo camada e verificando eventuais problemas na hora do brochamento.

Como esse procedimento teremos um histórico de forno tempo de cementação e camada gerada podendo adequar o processo se necessário for.

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25

6 TESTES REALIZADOS COM O PINHÃO 6390888.0

Nesta segunda etapa novos testes foram realizados com o pinhão 6390888.0, a variação da rugosidade ainda foi o foco do estudo. Foram introduzidas ferramentas estatísticas para melhor interpretação dos resultados.

6.1 Teste Análise da influência do tratamento térmico e jateamento na rugosidade final do produto.

Objetivo:

Confirmar a variação de rugosidade ocorrida após o jateamento, analisar se essa variação segue uma tendência e calcular estatisticamente um limite de rugosidade para peças após a usinagem.

Procedimento:

Após a usinagem foram separadas 25 peças fora de especificação da rugosidade, com valores Ra entre 3,21mm a 3,84mm. Essas peças pertencem a 4 lotes diferentes. O teste foi realizado entre o início de fevereiro à final de abril.

Todas as peças foram marcadas e encaminhadas para tratamento térmico e jateamento. Logo após o jateamento todas as peças foram novamente medidas.

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26

Variação da rugosidade

Peça Ra depois da usinagem Ra depois do jateamento Variação

1 3,46 2,79 0,67 2 3,21 2,89 0,32 3 3,40 2,76 0,63 4 3,31 2,83 0,49 5 3,32 2,81 0,51 6 3,25 2,88 0,38 7 3,21 2,91 0,30 8 3,36 2,89 0,47 9 3,28 2,86 0,42 10 3,26 2,97 0,29 11 3,32 3,11 0,21 12 3,34 3,09 0,25 13 3,52 3,15 0,37 14 3,55 3,00 0,55 15 3,47 3,18 0,28 16 3,42 3,03 0,39 17 3,49 3,14 0,34 18 3,49 3,12 0,36 19 3,78 3,44 0,34 20 3,51 3,06 0,44 21 3,61 2,97 0,64 22 3,84 3,61 0,23 23 3,60 3,27 0,33 24 3,66 3,19 0,47 25 3,66 3,26 0,40 Média 3,45 3,05 0,40

Tabela 14 - Variação da rugosidade com o tratamento térmico e jateamento, teste 3.

Analise estatística:

Teste T de Student

A distribuição T de Student é uma distribuição e probabilidade estatística, semelhante à curva normal padrão. Através deste teste é possível determinar igualdade entre um valor que se quer obter e um conjunto de valores dos quais se obtém o desvio padrão e o grau de liberdade.Quanto maior o grau de liberdade mais parecida com a curva normal.

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27 O interesse com o teste é encontrar o M+, ou seja, o maior valor aceito para as amostras de modo a se encontrar valores iguais ou menores que o valor de L.sup.

Dados estatísticos desvio padrão 0,13 Média variação 0,40 alfa 0,05 amostra 25 gl 24

Serro (desvio padrão, amostra) 0,034548

T(alfa, gl) 2,063898

m1(L.sup,média,desvio padrão) 3,47

L.sup 3,2

Confiabilidade 95%

Tabela 15 – Dados estatísticos

M+ é o maior valor de rugosidade possível de se trabalhar na usinagem.

M+ = m1 + T*Serro M+ = 3,54mm

6.1.2 Considerações e resultados

Como se pode notar a rugosidade dos pinhões é influenciada de forma visível pelos processos subseqüentes a usinagem. As peças com valores acima da especificação de rugosidade têm uma queda sensível em seu valor.

Através do teste T, foi possível concluir que trabalhando com a rugosidade até 3,54mm na usinagem teremos valores menores ou iguais a 3,2mm no produto final.

(28)

28

6.2 Rastreamento de lotes 6390888.0

Justificativa

Após primeiras semanas o acompanhamento na célula de usinagem, viu-se a necessidade de acompanhar os processos que antecedem a usinagem, pois esse tem influencia direta sobre o desempenho da mesma.

Falta de rastreabilidade atual

No sistema atual do controle da produção, não existe uma rastreabilidade completa dos processos. Este fato dificulta a detecção dos motivos da aleatoriedade do comportamento das peças.

Para melhoria do processo alguns lotes foram e estão sendo acompanhados passo a passo na sua fabricação.

Procedimentos

Em cada uma das etapas dos processos são registrados os parâmetros, feito análises de estrutura e dureza. Segue a o sistema de rastreamento.

Conformadora: acompanhamento e analise metalográfica.

Recozimento: registro de forno, temperatura, analise metalográfica.

Extrusão de dentes: cuidado para não misturar lotes e registro de possíveis dificuldades Usinagem: Acompanhamento do desempenho p

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7 CONCLUSÃO

Neste segundo período do estágio com o envolvimento e varias áreas pode-se trabalhar os problemas de uma forma mais efetiva, como isso se teve um progresso em vários aspectos nos problemas estudados.

No brochamento de estrias pode se identificar a influência direta da camada cementada no desempenho do brochamento. Através do monitoramento das cargas teve-se uma melhoria na detecção do motivo do mau brochamento.

No problema de rugosidade dos pinhões através dos testes e ferramentas estatísticas pode se obter um valor limite para a rugosidade após a usinagem sem que comprometa o produto final. Novos testes tratando de ciclo de recozimento e melhorias na rastreabilidade estão sendo implantadas, favorecendo assim a previsão e detecção de falhas.

Com a passagem do dias cada vez mais fica evidente a importância da rastreabilidade das peças, pois cada processo é influenciado significativamente pelos processos anteriores.

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8 REFERÊNCIAS

[1] CHIAVERINI, Vicente. Aços e Ferros Fundidos. 7. ed. São Paulo, Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, 1996.

[2] CALLISTER, Willian D., Jr. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. Rio de Janeiro: LCT, 7ª ed, 2008.

[3] SIEGEL, Miguel. Fundição, Associação Brasileira de Metais, 1985.

[4] SCHROETER, R. B., WEINGAERTNER, W. L.: Tecnologia da Usinagem com

Ferramenta de Geometria Definida – parte 1. Apostila (Traduzido e adaptado por Prof. Dr.

Eng. Rolf Bertrand Schroeter e Prof. Dr.-Ing. Walter L. Weingaertner do livro “Fertigungsverfahren – Drehen, Bohren, Frasen”, de Prof. Dr.-Ing.Dr h.c.mult Wilfried Koing e Prof. Dr.-Ing Fritz Klocke) [3] SANTOS S. C., SALES, W. F.: Aspectos Tribológicos da Usinagem dos Materiais, 1a ed., Artliber, São Paulo – SP, 2007

[5] CHIAVERINI, Vicente. Tratamentos Térmicos das Ligas Metálicas. São Paulo, Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, 2003.

[6] DANZER, Wolfgang; LIEBER, Renato; TRUCCI, Hélio C.; CUNHA, Ronaldo A. "CarboPlus" – Um processo revolucionário de cementação gasosa. Metalurgia Física e