Efeitos do processo de brunimento por rolo no Toolox 44

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UNIJUI - Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

Dceeng – Departamento de Ciências Exatas e Engenharias

Curso de Engenharia Mecânica – Campus Panambi

ROBERTO MAGALHÃES GUERREIRO

EFEITOS DO PROCESSO DE BRUNIMENTO POR ROLO NO

TOOLOX 44

Panambi

2015

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ROBERTO MAGALHÃES GUERREIRO

EFEITOS DO PROCESSO DE BRUNIMENTO POR ROLO NO

TOOLOX 44

Trabalho de conclusão de curso apresentado à banca avaliadora do curso de Engenharia Mecânica da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheiro Mecânico.

Orientador: Felipe Tusset

Panambi/RS

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ROBERTO MAGALHÃES GUERREIRO

EFEITOS DO PROCESSO DE BRUNIMENTO POR ROLO NO

TOOLOX 44

Monografia defendida e aprovada em sua forma final pelo professor orientador e pelo membro da banca examinadora

Banca examinadora

________________________________________

Felipe Tusset - Orientador

________________________________________ Gil Eduardo Guimarães

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AGRADECIMENTOS

Primeiramente a Deus, pela ajuda e força que me tem dado para enfrentar os problemas do cotidiano.

À família e amigos pelo apoio, paciência e incentivo em todos os momentos.

Ao meu orientador Professor Felipe Tusset, pela importante contribuição no desenvolvimento e andamento do trabalho.

A empresa Kepler Weber pelo suporte financeiro e disponibilização de sua estrutura para a realização dos experimentos.

E aos colegas de trabalho e colegas de ferramentaria da empresa Kepler weber pela amizade, companheirismo e auxílio fundamental na realização dos experimentos.

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DEDICATÓRIA

A minha família, especialmente aos meus amados pais, Zerilton e Isaltina pelo amor, dedicação e constante apoio para seguir em busca de meus objetivos, dedico-lhes essa conquista como gratidão.

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RESUMO

Este trabalho trata do processo de brunimento por rolo no material pré-temperado Toolox 44. Este material é muito utilizado para a fabricação de moldes de injeção e matrizes de conformação para a indústria. Na revisão bibliográfica serão apresentados conceitos básicos sobre aços de alta resistência, onde o toolox 44 se enquadra, além das definições do processo de brunimento, bem como as ferramentas utilizadas no processo e as consequências que o processo de brunimento pode causar no material. Trata ainda de um estudo prático que busca realizar um levantamento dos principais parâmetros que devem ser utilizados para o brunimento do material. Parâmetros estes que são à força de contato entre o rolo de brunir e corpo de prova, também avanços, número de passes e velocidade de corte adequada para o processo. Os resultados dos experimentos confirmaram que é possível realizar o brunimento por rolo no toolox 44 encontrando parâmetros de rugosidade de acordo com os objetivos citados no trabalho. No trabalho é possível ver que com os dados utilizados no experimento do brunimento não foi possível encontrar aumento da dureza superficial do toolox 44.

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ABSTRACT

This work deals with the burnishing process by roll on pre-hardened material toolox 44. This material is widely used for the manufacture of injection molds and forming molds for the industry. In the literature review it will be presented basic concepts about high-strength steels, where the toolox 44 fits, in addition to the definitions of burnishing process as well as the tools used in the process and the consequences that the burnishing process can cause to the material. It also deals with a case study that seeks to carry out a survey of the main parameters to be used for burnishing the material. These parameters are the contact force between the burnishing roll and specimen, as well as advances, number of passes and proper cutting speed to the process. The results of the experiments confirmed that it is possible to perform the burnishing by roll in toolox 44 finding roughness parameters according to the objectives cited in the work. In this work you can see that with the data used in the burnishing experiment, it was not possible to find an increase in surface hardness of toolox 44.

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SUMÁRIO INTRODUÇÃO ... 14 1.OBJETIVOS ... 15 1.1Objetivo geral ... 15 1.2Objetivo específico ... 15 2.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 16

2.1.Aços de alta resistência ... 16

2.2.Toolox 44 ... 17

2.3.Brunimento por rolos ... 18

2.3.1.Processo ... 18 2.3.2.Classificação do processo ... 19 2.3.3.Influências do processo ... 22 2.3.3.1.Deformações plásticas ... 22 2.3.3.2.Perfil de dureza ... 23 2.3.3.3.Tensões residuais ... 24 2.4. Rugosidade ... 25 3. MATERIAIS E METÓDOS ... 28 3.1.Corpos de prova ... 28 3.1.1.Toolox 44 ... 28

3.1.2.Fabricação dos corpos de prova ... 29

3.1.3.Máquina CNC ... 29

3.2.Brunimento por rolo ... 30

3.2.1.Ferramenta de brunir ... 31

3.2.2.Processo de brunimento ... 33

3.2.2.1.Avanço ... 33

3.2.2.2.Número de passes ... 34

3.2.2.3.Força de contato entre rolo e peça ... 34

3.2.2.4.Rotação ... 36

3.2.3.Delineamento dos experimentos ... 37

3.3.Ensaios de Dureza ... 38

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3.3.2.Ensaio de microdureza ... 39

3.4.Ensaios metalográficos ... 40

3.5.Análise de rugosidade ... 41

4. RESULTADOS ... 43

4.1.Força de contato entre rolo e peça ... 43

4.2.Rugosidade ... 43 4.3.Dureza ... 48 4.4.Ensaio micrografia ... 48 4.5.Microdureza ... 49 5. CONCLUSÃO ... 51 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 52

ANEXO A – CERTIFICADO DE QUALIDADE ... 55

ANEXO B – FISPQ OLÉO REFRIGERANTE ... 56

ANEXO C – CÁLCULOS MOLAS PRATO ... 61

ANEXO D - EMBUTIDORA ... 62

ANEXO E – TESTES DE MOLAS PRATO ... 63

ANEXO F – DADOS DE PROCESSO PARA VC=100m/min ... 66

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Metalografia toolox 44. ... 17

Figura 2 – Ferramenta de rolo. ... 20

Figura 3 – Ferramenta de esfera. ... 20

Figura 4 - Multi roller. ... 21

Figura 5 - Single roller externa. ... 21

Figura 6 – Single roller interna. ... 21

Figura 7 – Efeito do n na forma de curva de escoamento. ... 23

Figura 8 – Modelos de tensões residuais. ... 24

Figura 9 – Desvio médio aritmético do perfil avaliado. ... 25

Figura 10 - Variação do perfil para mesma rugosidade Ra. ... 26

Figura 11 – Processo de brunimento. ... 28

Figura 12 – Corpo de prova. ... 29

Figura 13 – Torno CNC INDEX. ... 29

Figura 14 – Processo de brunimento ... 30

Figura 15 – Processo de brunimento ... 31

Figura 16 – Ferramenta de brunimento. ... 32

Figura 17 – Ferramenta de brunir. ... 32

Figura 18 – Avanços utilizados por seção corpo de prova ... 34

Figura 19 – Molas prato empilhamento paralelo. ... 36

Figura 20 – Durômetro Mitutoyo. ... 38

Figura 21 – Durômetro EMCO-Test. ... 39

Figura 22 – Corpo de prova seccionado para embutimento. ... 40

Figura 23 – Politriz Pantec utilizada no polimento das amostras. ... 40

Figura 24 – Microscópio Olympus. ... 41

Figura 25 – Rugosímetro Mitutoyo ... 42

Figura 26 – Medição da rugosidade. ... 42

Figura 27 – Rugosidades para deflexão da mola de 0,3 mm. ... 44

Figura 33 – Micrografia da borda da amostra 4. ... 49

Figura 34 – Micrografia da borda da amostra 5. ... 49

Figura 35 – Embutidora. ... 62

Figura 36 – Força de contato de aproximadamente 300 kgf. ... 63

Figura 37 - Força de contato de aproximadamente 550 kgf. ... 63

Figura 38 - Força de contato de aproximadamente 680 kgf. ... 64

Figura 39 – Ferramenta submetida ao ensaio de compressão das molas prato. ... 64

Figura 40 – Prensa hidráulica manual. ... 65

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Delineamento dos experimentos. ... 37

Tabela 2 – Delineamento dos experimentos. ... 37

Tabela 3 – Força realizada pela ferramenta. ... 43

Tabela 4 – Rugosidade para deflexão da mola de 0,3 mm. ... 43

Tabela 7 – Dureza das amostras. ... 48

Tabela 8 – Amostras submetidas ao ensaio de microdureza. ... 50

Tabela 9 – Variação da dureza superficial... 50

Tabela 10 – Processo de brunimento para Vc=100m/min. ... 66

Tabela 11 – Processo de brunimento para Vc=100m/min. ... 66

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

CNC Computer Numeric Control (Comando Numérico Computadorizado)

ISO International Organization for Standardization (Organização Internacional para Padronização)

NBR Norma Brasileira

HBW Hardness Brinell (Dureza Brinell)

HRC Hardness Rockwell “C” (Dureza Rockwell “C ’’)

HV Hardness Vickers (Dureza Vickers)

PVD Phisical Vapor deposition (Deposição Física de Vapor) QGIT Instrução da Gestão da Qualidade

SAE Society of Automotive Engineers (Sociedade dos Engenheiros Automotivos)

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LISTA DE SÍMBOLOS

Do Diâmetro externo [mm]

Di Diâmetro interno [mm]

t Espessura [mm]

h Curso de trabalho da mola [mm]

y Deflexão da mola [mm] E Modulo de elasticidade [N/mm²] F Força [N] ou [kgf] V Coeficiente de Poisson [-] Ft Força total [kgf] n Número de molas [-] g Gravidade [m/s²]

Vc Velocidade de corte [m/min]

Fn Avanço de corte [mm/rot]

rpm Rotações por minuto [rpm]

Ra Rugosidade média do perfil [Microm]

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INTRODUÇÃO

Atualmente as empresas têm passado por revoluções em seus processos de fabricação, através de uma enxurrada de novas tecnologias que visam agilizar os processos metalúrgicos e também para melhorar a qualidade dos produtos fabricados, de maneira a diminuir custos e facilitar o trabalho humano. Além disso, a busca por excelência nos processos produtivos e no desenvolvimento de produtos de qualidade assegurada é muito grande, portanto a inovação dos processos produtivos é compulsória no que se refere à manutenção da competitividade.

Para o desenvolvimento destes novos processos, esbarra-se em alguns parâmetros de grande importância na indústria de transformação, pode-se citar a rugosidade da superfície das peças, que estabelece em alguns casos um papel vital no seu desempenho, existe uma série de fatores que influenciam na rugosidade da superfície da peça, entre eles o processo de fabricação.

Dentre os processos de fabricação, encontra-se o processo de brunimento por rolo, que é um processo de acabamento a frio sem remoção de material, que pode formar uma camada mais dura e com melhor rugosidade na superfície da peça.

O objeto de estudo deste projeto consiste numa análise do processo de brunimento por rolo em um material pré-temperado. Análise esta que levará em conta a dureza superficial, a rugosidade obtida na superfície da peça, além das alterações das propriedades mecânicas do material causados pelo brunimento.

Busca-se neste trabalho o desenvolvimento de novas tecnologias que adaptem o sistema de trabalho atual a um novo método de fabricação, garantindo a qualidade do produto.

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1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo geral

O presente trabalho tem como objetivo uma análise do brunimento por rolo no aço toolox 44, visando conhecer as melhores condições de processo para a realização do brunimento, além da análise das possíveis mudanças das propriedades mecânicas do aço.

1.2 Objetivo específico

• Determinar os melhores parâmetros de processo para realização do brunimento;

• Analisar a dureza superficial encontrada na utilização do processo de brunimento por rolos;

• Determinar rugosidade média do perfil através do processo de 0,2 a 0,3 Ra;

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2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1. Aços de alta resistência

De um modo geral aços de alta resistência são aqueles resultantes de um processo de manufatura que incorporam durante sua rota de produção a aplicação de conceitos como endurecimento por precipitação, refino de grão, adição de elementos microligantes, entre outros.

Os aços de alta resistência e baixa liga foram desenvolvidos pela indústria do aço e atualmente atendem diversos setores industriais como o automobilístico e o de estruturas, devido ao seu elevado limite de resistência, boa tenacidade a baixas temperaturas, boa conformidade e boa soldabilidade, devido ao baixo carbono equivalente. ORDÓÑEZ (2004)

Conforme ORDÓÑEZ (2004) aços de alta resistência são aqueles que têm, principalmente, conteúdo de carbono entre 0,05 até 0,25% e conteúdo de manganês até 2,0%. Pequenas quantidades de cromo, níquel, molibdênio, cobre, nitrogênio, vanádio, nióbio, titânio e zircônio são usados em várias combinações, raramente excedendo de 0,1% cada, e sem ultrapassar um total de 8% em peso da composição.

Segundo MEESTER (1997), esses tipos de aço foram inicialmente projetados para atender às necessidades da indústria de gás e petróleo, embora o bom desempenho industrial tenha incrementado seu uso em outros tipos de indústria como a automotiva e a de estruturas.

Existem basicamente três classificações ou famílias de aços de alta resistência e baixa liga. A primeira e mais comum é a dos aços microligados, chamados assim porque contêm os elementos acima citados em quantidades muito pequenas. A segunda é a dos aços de alta resistência e baixa liga com microestrutura ferrita acicular, os quais contêm menos do que 0,1% de carbono com adições de manganês, molibdênio e boro atuando como elementos de liga principais. A terceira classificação é a dos aços de alta resistência e baixa liga dupla-fase, cuja microestrutura consiste de pequenas ilhas de martensita com alto conteúdo de carbono e uniformemente distribuídas numa matriz de ferrita. Aqui, a martensita tipicamente encontra-se ocupando quaencontra-se 20% do volume (CASTI, 2000).

Uma das vantagens da utilização dos aços de alta resistência e baixa liga é que eles podem suportar cargas com espessuras mais finas, fornecendo economia em peso e propiciando uma redução do custo de projeto. Além disso, custos mais baixos podem ser realizados se um aço microligado substitui um aço ligado com conteúdos consideráveis de

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elementos de liga caros como níquel, cromo e molibdênio. A redução de custo mais significativa fornecida pelos aços é a eliminação dos custos de tratamentos térmicos. Os aços microligados na sua condição de laminados fornecem propriedades comparáveis aos aços normalizados ou revenidos. Os custos do tratamento térmico são evitados com o aproveitamento dos elementos de microliga nos aços de alta resistência. (PAULES 1991).

2.2. Toolox 44

O brunimento por rolo foi aplicado na matéria prima toolox 44 que é um aço pré-endurecido com boa usinabilidade e alta resistência ao impacto. Por causa dos baixos níveis de tensão interna, grandes seções podem ser usinadas, não necessário e nem recomendado alívio de tensões, além de ser um aço que pode ser polido com excelentes resultados. Conforme LUGAND (2010), o toolox 44 é fornecido temperado e revenido num processo a uma temperatura minima de 590ºC, e não necessita tratamentos térmicos posteriores de tempera ou cementação.

O toolox 44 é um aço que pode ser aplicado em ferramentas de estampo e de engenharia em geral, onde a alta dureza, alta resistência ao impacto e grande estabilidade são importantes, bem como a utilização em moldes para injeção de plástico, além de bons resultados em trabalho a quente com tratamento térmico de nitretação, na Figura 1 é possivel ver a metalografia do toolox 44, que é composta de martensita revenida.

Figura 1 – Metalografia toolox 44.

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Para que o toolox tenha boa usinabilidade, é importante selecionar ferramentas apropriadas de alta qualidade de corte e as velocidades e taxas de avanço corretas.

Devido à sua elevada dureza e excelente resistência, o toolox 44 fornece um substrato ideal para tratamentos de superfície, tais como nitretação e PVD. Tratado desta maneira o toolox 44 pode ser utilizado numa gama de aplicações adicional, onde as pressões de superfície elevadas estão envolvidas e onde é necessária elevada resistência ao desgaste (CARRS, 2014).

2.3. Brunimento por rolos

O tratamento de superfície é um aspecto muito importante nos processos de fabricação. O brunimento por rolos é capaz de conferir certas propriedades físicas e mecânicas, tais como aumento da resistência ao desgaste, à corrosão e aumento de resistência à fadiga, além de ser um fator muito importante para o desempenho do produto.

Neste capítulo serão mostrados os principais aspectos e conceitos básicos dos fenômenos mecânicos que acontecem com o produto após a realização do brunimento por rolos. Serão apresentadas as definições do processo, isto é, como o processo é classificado, ferramentas do processo e as influências do processo bem como deformações plásticas, perfil de dureza e tensões residuais.

2.3.1. Processo

O brunimento por rolo é um processo de acabamento a frio sem remoção plástica de material, que forma a camada de superfície de uma peça de trabalho, e pode ser separada em duas formas básicas, usando uma ferramenta esférica e uma de rolo.

O objetivo deste processo de acabamento não é alcançar uma precisão dimensional, mas determinar uma boa qualidade de superfície, com rugosidade adequada, aumento da resistência ao desgaste e à corrosão. Além disso, tensões residuais que ficam na superfície, que são o resultado do processo de fabricação anterior (torneamento, fresamento, etc.), são transformadas por brunimento em tensão de compressão, melhorando, assim, várias propriedades mecânicas [VUKELIC, 2012].

A profundidade de penetração das alterações das propriedades mecânicas, bem como a espessura da camada superficial endurecida dependerá do material da peça de trabalho e das cargas aplicadas.

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O processo atinge uma camada da superfície, deixando-a mais dura, que é o resultado da deformação plástica intensa na camada superficial, além de remover bolsões interno e fissuras, a dureza pode ser aumentada de 5 a 10%. Também diminui os defeitos de superfície e modifica a microestrutura superficial. A força exercida pelo rolo sobre a superfície da peça ultrapassa os limites de elasticidade do material, levando a criação da camada plástica na superfície. Devido às elevadas pressões de contato que exceda o limite de elasticidade, os picos de rugosidade começam a fluir e encher gradualmente os vales.

Conforme VUKELIC (2012), o brunimento por rolos em peças com um grande teor de austenita instável, pode conduzir a uma transformação martensítica induzida por deformação. Isto comprovou que é possível incluir transformação martensítica, num tratamento mecânico de superfície, sem introduzir processos térmicos adicionais.

A força com a qual a ferramenta de brunimento é pressionada contra a superfície da peça é mais frequentemente regulada por molas, apesar de também existirem diferentes soluções, com fluidos pressurizados e porta-ferramentas flexíveis.

2.3.2. Classificação do processo

O brunimento por rolo é classificado geralmente em duas categorias, sendo a primeira baseada no elemento de deformação, que pode ser de formato de uma esfera ou de um rolo, e também classificado quanto ao tipo de movimento da ferramenta em relação à superfície a ser polida, podendo ser normal, de impacto e vibratória.

No processo de brunimento, a esfera ou rolo utilizados são de material duro, que pode ser de alumina, cerâmica, metal duro, carboneto de cerâmica entre outros. Ferramentas de brunimento já são amplamente aplicadas no processo de peças de pequena dimensão [MAHAJAN, 2013].

2.4.3 Ferramentas de brunimento

As ferramentas de brunimento são geralmente feitas em aço de alta dureza ou material de carboneto, juntamente com um fluido refrigerante. Estas devem proporcionar um rolamento suave sobre a superfície da peça, sem a ocorrência de deslizamento ou colagem, durante a execução do processo. Existem várias soluções que fornecem rolamento livre,

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utilizando rolamentos de esferas ou rolos. Qualquer material acima de 40 Rockwell “C” pode ser um rolo ou esfera de brunimento, desde que o material a ser brunido tenha menor dureza que a ferramenta.

As ferramentas mais comumente usadas podem ser classificadas em dois tipos básicos, a de rolo (Figura 2) e a de esfera rotativa (Figura 3), sendo que estas podem contar com um ou mais pontos de contato com a peça, estas chamadas de multi roller conforme Figura 4 e single roller quando somente um rolo esta em contato com a peça conforme Figura 5 e Figura 6.

Figura 2 – Ferramenta de rolo.

Fonte: Master Machine Tools.

Figura 3 – Ferramenta de esfera.

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Figura 4 - Multi roller.

Fonte: Ecoroll.

Figura 5 - Single roller externa.

Fonte: Ecoroll.

Figura 6 – Single roller interna.

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2.3.3. Influências do processo

O conhecimento da camada abaixo da superfície é de grande importância na manufatura, visto que pode afetar diretamente a vida do componente em serviço. O material processado sofre efeitos adversos, ao qual alteram suas características.

Usualmente, as alterações são de origens mecânicas, térmicas, químicas, elétricas ou metalúrgicas. Como alterações citam-se: deformações plásticas, alterações de dureza na borda do material, tensões residuais, entre outros.

2.3.3.1. Deformações plásticas

A estrutura cristalina do material, o tamanho de grão, a composição química, as inclusões e as impurezas são os principais parâmetros de influência na resposta de deformação. Esta resposta se manifesta no movimento de deslocamento subsuperficial. O deslocamento interage com todos os tipos de defeitos, contornos de grão e vazios. Esses mecanismos constituem a base para o entendimento do endurecimento por deformação e fratura na maioria dos materiais (DEONISIO, 2004).

As deformações plásticas são decorrentes de todos os processos de fabricação na qual haja contato mecânico entre a peça e a ferramenta. Distinguem-se três principais regiões em uma material base: camada superficial externa, como o próprio nome diz é a superfície externa, resultado aparente do processo e que representa a textura e rugosidade do material; camada superficial interna, região onde se observa deformações plásticas decorrentes do movimento de corte promovido pelo processo utilizado; e camada não afetada, representando o material base, o qual não sofreu ação do processo.

As ocorrências de deformações plásticas não são geralmente consideradas um problema de integridade superficial. São difíceis de mensurar e observar visto que ocorrem principalmente na subsuperfície do material num período curto de tempo e um espaço estreito do material da peça. O principal efeito das deformações plásticas é o endurecimento da superfície da peça por encruamento em decorrência das severidades térmicas e mecânicas influentes no processo (OZEL e ULUTAN, 2011).

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2.3.3.2. Perfil de dureza

Dureza é a medida da resistência de um material a uma deformação plástica localizada (por exemplo, uma pequena impressão ou risco). Os primeiros ensaios de dureza eram baseados em minerais naturais, com escala construída unicamente em função da habilidade de um material em riscar outro mais macio (CALLISTER, 2008).

O material, de forma macro, possui um perfil de dureza uniforme e homogêneo, e em escalas microscópicas, a dureza do material varia de acordo com a fase em avaliação. Usualmente, os fenômenos encarregados por a alteração de dureza estão relacionados ao encruamento do material ou a mecanismos de aumento de resistência pela redução de tamanho de grão. O encruamento é o fenômeno pelo qual um metal dúctil se torna mais duro e mais resistente quando ele é submetido a uma deformação plástica. De modo contrário, os efeitos de recuperação, recristalização e crescimento de grão agem de forma a reduzir a resistência do material. O tamanho dos grãos, ou diâmetro médio do grão, em um metal policristalino influência as suas propriedades mecânicas (CALLISTER, 2008).

O coeficiente de encruamento, mais conhecido como n, determina a habilidade do material de ser estriccionado, e o aumento de tensão para cada incremento de deformação. Quanto maior o valor de n, mais duro será o material. Quanto maior o valor de n, maior a resistência à estricção. Ainda pode ser considerado que o valor de n é como uma característica de grande importância, ele fornece a medida da capacidade ou a habilidade do material que poder distribuir a deformação uniformemente. Quanto maior o valor de n de um material, maior será a inclinação da curva real desse material e mais uniforme a distribuição das deformações na presença de um gradiente de tensões. Como consequência, para materiais com valores baixos de n, sua curva será mais horizontal (Figura 7). THÖN (2006)

Figura 7 – Efeito do n na forma de curva de escoamento.

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2.3.3.3. Tensões residuais

Mecanismos de geração de tensões residuais podem ser, de forma simplista, representados por três modelos: transformações térmicas de fase, deformações plásticas mecânicas/térmicas e transformações plásticas mecânicas, que podem ser observados na Figura 8. Esses mecanismos ajudam na compreensão das alterações subsuperficiais.

A tensão residual é causada por uma mudança de volume. Se a mudança de fase causa uma diminuição no volume, como mostrado na Figura 8, a camada superficial quer contrair, entretanto, o material base subjacente resiste a este efeito. O resultado é que a superfície fica sobre tensão. Este exemplo produz tensões residuais trativas.

Caso contrário, se a transformação de fase causa um aumento de volume, a tensão residual será compressiva. Este é o caso de tratamentos térmicos convencionais em aços. No segundo modelo, o evento unitário calor causa expansão da camada superficial e esta expansão é aliviada (enquanto o calor é mantido) por fluxo plástico, o qual é restrito à camada superficial. Quando o calor é removido, a camada superficial contrai, resultando em uma tensão residual trativa. Tem se assim também a tensão residual compressiva onde a camada superficial é compactada por alguma forma de ação mecânica. Não há nenhum efeito de calor (GRIFFITHS, 2001).

Figura 8 – Modelos de tensões residuais.

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2.4. Rugosidade

Na indústria da transformação a rugosidade da superfície exerce em alguns casos um papel vital no desempenho do produto, ou seja, o acabamento superficial de componentes mecânicos deve ser adequado ao tipo de função que exerce. Devido a isto, a importância no estudo da qualidade do acabamento superficial aumenta à medida que crescem as exigências de projeto, como a precisão de ajuste entre peças a serem acopladas, onde somente a precisão dimensional e de forma não são suficientes para garantir a funcionalidade do par acoplado.

A superfície dos componentes que deslizam durante o seu trabalho, devem ser menos rugosas para que o atrito seja menor possível. Em razão a isto, o processo de fabricação de componentes com melhor acabamento superficial se torna mais caro.

A rugosidade é o conjunto de irregularidades, isto é, pequenas saliências e reentrâncias que caracterizam uma superfície, ela influi na qualidade de deslizamento, na resistência ao desgaste, na resistência a corrosão e a fadiga, além de vedação e aparência [AGOSTINHO, 2001].

Das classes de medições de rugosidade temos a Ra, que é a rugosidade média do perfil, que contempla um valor médio de todos os desvios de uma linha reta no comprimento de avaliação (Figura 9), independe da orientação vertical. Essa característica impede a utilização do valor da rugosidade Ra para determinar se os desvios são picos ou vales, mas também indica que desvios individuais como riscos ou picos muito grandes afetam significativamente o valor de Ra. A Figura 10 ilustra duas superfícies com mesma rugosidade Ra, porém com perfis diferentes [SANDVIK, 2010].

Figura 9 – Desvio médio aritmético do perfil avaliado.

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Figura 10 - Variação do perfil para mesma rugosidade Ra.

Fonte: SANDVIK, 2010.

A rugosidade Ra, segundo ÇOLAC (2005) é a altura da área entre o perfil de rugosidade e uma linha média ou a integral dos valores absolutos de altura do perfil no comprimento de medição (lm), como na Equação 1 abaixo:

dx

x

f

lm

l

Ra

lm

(

)

0

∫

=

(1) Onde:

Ra = Rugosidade média do perfil [Microm]

l = Altura do perfil [mm]

lm = Comprimento de medição [mm]

Existem outros parâmetros de medição que fornecem informação dos valores reais de altura entre os picos e vales do perfil de rugosidade, como os parâmetros Rz, Rmáx, e Rt. O parâmetro Rz é a média aritmética de 5 valores de maiores picos e vales dentro do comprimento de amostragem ( le ). O parâmetro Rmáx é o valor de maior altura crista/vale entre cinco valores medidos dentro do comprimento de medição. O valor Rt é o valor da rugosidade total ou a medida entre o maior e o menor ponto dentro do comprimento de medição. Existem ainda outros parâmetros como o Rq e R3z (CAMARGO, 2002).

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Rz isoladamente pode ser considerado mais sensível a mudanças no acabamento superficial que Ra por exemplo. Isso porque somente alturas máximas de perfis, e não suas medias, são comparadas e analisadas.

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3. MATERIAIS E METÓDOS

Nesta etapa serão descritos os materiais, equipamentos, dispositivos, procedimentos e considerações utilizadas para realização da análise do processo de brunimento por rolo em corpos de prova cilíndricos (Figura 11).

Figura 11 – Processo de brunimento.

Fonte: Próprio autor.

3.1. Corpos de prova

3.1.1. Toolox 44

Para a realização dos experimentos neste trabalho, foi utilizada a liga de aço toolox 44 que é um aço beneficiado de altíssima dureza, que possui boa tenacidade e ótima usinabilidade, além de grande instabilidade dimensional, mesmo com grande remoção de volumes de material com grande resistência ao desgaste. O toolox 44 utilizado nos experimentos foi fornecido pela empresa AllSteel com dureza de 441 HBW conforme certificado de qualidade mostrado no Anexo A.

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3.1.2. Fabricação dos corpos de prova

Os corpos de prova de aço toolox 44 utilizados para o experimento do processo de brunimento foram confeccionados a partir de um eixo cilíndrico com diâmetro de 50 mm e comprimento de 1000 mm. O formato e dimensões do corpo de prova foram definidos dessa forma, pois buscaram atender a característica da bancada de ensaios, onde era preciso acesso do rugosímetro em todas as áreas do corpo de prova para efetuar as medições (Figura 12).

Figura 12 – Corpo de prova.

3.1.3. Máquina CNC

O torneamento do perfil dos corpos de prova foi realizado na empresa Kepler Weber S.A., no setor de ferramentaria em um torno CNC marca INDEX modelo MC400 (Figura 13), a máquina utiliza linguagem de programação Siemens 810.

Figura 13 – Torno CNC INDEX.

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A máquina capacidade de deslocamento no eixo Z de 400 mm e eixo Y de 300 mm, além de um magazine de ferramentas com 14 posições, sendo que do total de ferramentas, 4 posições possibilitam ser acionadas com potencia de 1.5 HP, a máquina tem potência do eixo arvore de 30 HP, atendendo assim a necessidade para o experimento de brunimento.

3.2. Brunimento por rolo

Os corpos de prova de toolox 44 foram submetidos ao processo de brunimento por rolo na mesma máquina onde foram usinados conforme Figura 14, num processo de acabamento a frio sem remoção de material, com o auxílio de uma ferramenta desenvolvida na empresa, ferramenta dedicada ao brunimento externo dos corpos de prova (Figura 15).

Figura 14 – Processo de brunimento

(31)

Figura 15 – Processo de brunimento

3.2.1. Ferramenta de brunir

A definição do projeto da ferramenta de brunir foi baseada em consideração aos dados obtidos nas referências bibliográficas, principalmente Ecoroll. Desta maneira, a ferramenta (Figura 16 e Figura 17) foi desenvolvida utilizando um aço SAE 1045 nos componentes fabricados, pinos guias diâmetro 6 mm para fazer o alinhamento entre a tampa e conjunto da ferramenta de brunir e parafusos M6x12 para fixação da tampa, além de rolamentos 609 ZZ marca SKF para possibilitar o giro do disco de brunir.

O disco de brunimento foi adquirido em Aço Rápido (HSS) com dureza de 60 HRC, pois conforme ECOROLL (2015) toda ferramenta com dureza superior ao material a ser brunido, pode ser utilizada como brunidor, visto que o toolox 44 é um material com dureza média de 44 HRC. Duas molas prato de compressão, de diâmetro externo de 34 mm e diâmetro interno de 16,3 mm, com espessura de 1,5 mm, foram utilizadas para exercer a força de brunimento durante a operação.

(32)

Figura 16 – Ferramenta de brunimento.

Figura 17 – Ferramenta de brunir.

(33)

3.2.2. Processo de brunimento

Baseado em experimentos de brunimento por rolo já executados anteriormente, algumas variáveis do processo foram fixadas, sendo uma dessas a velocidade corte constante Vc (m/min) em 75 e 100m/min, além de fluido SuperCent A da empresa Fuchs com diluição de 5 litro de óleo para cada 100 litros de água como refrigerante.

As variáveis utilizadas nos experimentos foram as seguintes:

- Avanço;

- Número de passes;

- Força de contato entre rolo e peça;

- Rotação.

Para a execução do experimento, foi controlada a rugosidade [Ra] remanescente da usinagem entre 0,50 e 0,60 mícrons, a fim de analisar se a melhora da rugosidade superficial do material seria em relação à rugosidade de entrada do processo de brunimento, ou em relação aos parâmetros utilizados para o processo.

3.2.2.1. Avanço

O processo de brunimento foi realizado com variação de avanço em cada secção do corpo de prova, a faixa de variação do avanço também foi definida conforme testes já executados anteriormente nas indústrias.

Os avanços utilizados foram de 0,03 a 0,20 mm/rot, sendo divididos em 6 etapas, de acordo com as secções do corpo de prova, conforme Figura 18. Os avanços foram os mesmos em todos os experimentos realizados.

(34)

Figura 18 – Avanços utilizados por seção corpo de prova

3.2.2.2. Número de passes

O número de passes utilizados para a realização do brunimento é um fator muito importante para o resultado do processo, e com base em experimentos já realizados, foi definido em 3 o número máximo de repetição dos passes de brunimento, este número de repetições foi adotado, pois em teste iniciais, valores acima de 3 não promoveram alterações na rugosidade superficial.

3.2.2.3. Força de contato entre rolo e peça

Em documentos analisados permitiu-se concluir que a força exercida do rolo sobre a peça, é um dos parâmetros mais influentes na obtenção de melhores resultados da rugosidade superficial. Desta forma, para a realização dos experimentos foram definidos três variáveis de deslocamento do rolo em relação ao corpo de prova. Cada deslocamento citado corresponde à deflexão da mola prato e consequentemente a uma força exercida do rolo sobre a peça, os deslocamentos usados foram 0,3, 0,6 e 0,85mm. A força (F) das molas prato foi definida pelas seguintes relações:

(35)

Onde: Rd = Relação de diâmetros [-] Do = Diâmetro externo [mm] Di = Diâmetro interno [mm] = _. _² ² (3) Onde:

K= Constante elástica da mola [N/mm]

Rd = Relação de diâmetros [-]

= _. . ._. ℎ − . !ℎ − _"# . $ . $³ (4) Onde:

F= Força [N]

t = Espessura [mm]

h = Curso de trabalho da mola [mm]

y = Deflexão da mola [mm]

E = Modulo de elasticidade [N/mm²]

v = Coeficiente de Poisson

Do = Diâmetro externo [mm]

K = Constante elástica da mola [N/mm]

Quando utilizado molas prato empilhadas em forma paralela (Figura 19) deve ser multiplicada a força pelo número de molas utilizadas, nessa disposição de empilhamento, a deflexão se mantém a de uma única mola.

(36)

Figura 19 – Molas prato empilhamento paralelo.

A força total realizada pelas molas é definida pelas seguintes equações:

$ =& .'₍ (5) Onde:

Ft = Força total [kgf]

n = número de molas

g = gravidade [m/s²]

A fim de avaliar se o valor calculado da força das molas era o mesmo do valor real exercido sobre a peça, a ferramenta de brunimento foi submetida a um ensaio de compressão em uma prensa hidráulica, dotada de um manômetro que forneceu o resultado da força aplicada em kgf (Anexo E).

3.2.2.4. Rotação

Com as velocidades de corte constante definidas em 75 e 100 m/min, a rotação dos corpos de prova durante o processo variaram de acordo com o diâmetro de cada secção, onde estava sendo realizado o experimento, mas em todas as secções dos corpos de prova, o tempo em que o rolo de brunir esteve em contato com o corpo de prova foi o mesmo, ou seja, diminui-se o diâmetro da peça, aumenta a rotação e a velocidade de corte continua constante e quando aumenta o diâmetro, diminui-se a rotação e mantêm-se a velocidade de corte.

(37)

3.2.3. Delineamento dos experimentos

A partir das variáveis consideradas dentro do processo de brunimento por rolo, foi definida a sequência da realização dos experimentos, de forma que, a primeira sequência de testes foi realizada utilizando velocidade de corte de 75m/min, para esta velocidade de corte foram testadas três deflexões da mola resultando em três forças de brunimento, e para cada uma das deflexões foram testadas com um, dois e três passes de acabamento, com avanço entre 0,03 a 0,20 mm/rot em cada uma das seis secções do corpo de prova. A segunda sequência de testes foi feita utilizando velocidade de corte de 100m/min. Nas Tabelas 1 e 2 é possível ver o delineamento dos experimentos.

Tabela 1 – Delineamento dos experimentos.

Tabela 2 – Delineamento dos experimentos.

(38)

3.3. Ensaios de Dureza

3.3.1. Ensaio de dureza

O ensaio de dureza foi realizado nas amostras de toolox 44 antes do processo de brunimento, a medição foi realizada em um durômetro marca Mitutoyo (Figura20), modelo Durotwin DT-10, a escala de medição utilizada foi a “C”, com pré-carga de 10kgf, e carga total do ensaio de 150kgf, utilizando um penetrador de diamante cônico de 120º.

A medição consiste em aplicar a pré-carga de 10 kgf sobre a amostra, e depois adicionar a carga de 150 kgf gradualmente até o fim da penetração do penetrador. Após o tempo de atuação da carga de 150 kgf, o penetrador retorna até a posição de pré-carga, e pela escala graduada do durômetro, lê-se a dureza do material.

Figura 20 – Durômetro Mitutoyo.

(39)

3.3.2. Ensaio de microdureza

O ensaio de microdureza foi realizado nas amostras após o processo de brunimento, as mesmas foram submetidas a uma sequência de testes de dureza Vickers, as medições foram realizadas na empresa Bruning Tecnometal, utilizando um durômetro marca Emco-Test modelo DuraScan 20 (Figura 21). A medição foi realizada aplicando uma carga de 1kgf sobre as amostras, e o durômetro retornou o resultado de dureza em HV, a medição foi realizada conforme instrução 3700002/00 da empresa Bruning.

A aplicação do ensaio de microdureza nos corpos de prova de toolox 44, se deve ao fato de que normalmente o aumento de dureza superficial obtida pelo processo de brunimento, ser somente numa pequena faixa de espessura na superfície do material.

Figura 21 – Durômetro EMCO-Test.

(40)

3.4. Ensaios metalográficos

Em busca de uma melhor análise da microestrutura obtida no processo de brunimento, foram realizados ensaios metalográficos nos corpos de prova, baseando-se na norma NBR 13284 para a preparação dos mesmos. O ensaio foi realizado conforme procedimento interno QGIT 0013 da empresa Kepler Weber S.A.

A preparação do ensaio foi realizada retirando secções dos corpos de prova após o brunimento, então os mesmos foram cortados em ¼ da área (Figura 22) para então serem embutidos em baquelite em uma embutidora da marca Pantec modelo Termopress2 (Anexo D) por um tempo de 10 minutos a uma pressão de 100kgf/cm². Com as amostras embutidas, as mesmas foram submetidas à etapa de lixamento, utilizando lixas de 300, 500 e 1200grãos/in².

Figura 22 – Corpo de prova seccionado para embutimento.

Figura 23 – Politriz Pantec utilizada no polimento das amostras.

(41)

As amostras atacadas com Nital 5% foram analisadas utilizando um microscópio Olympus modelo BX60M (Figura 24) com aumento de imagem em 100x, 200x, 400x e 1000x disponível na UNIJUI.

Figura 24 – Microscópio Olympus.

3.5. Análise de rugosidade

Os corpos de provas após passarem pelos processos de usinagem, e brunimento, foram submetidos à análise de rugosidade Ra, processo executado com auxílio de um rugosímetro Mitutoyo modelo SJ-210 conforme Figura 25, com resolução de Ra=0,001 mícron, da empresa Kepler Weber S.A., seguindo a norma ISO1997, para as medições foi utilizado um cutoff de 2.5mm e um comprimento da amostra de 10 mm.

A medição da rugosidade foi realizada nos corpos de prova em um ambiente com temperatura e umidade controlada, o processo foi realizado com o auxílio de um traçador de altura e um prisma magnético para a fixação do corpo de prova, as medições foram feitas ao longo das seis secções que foram usinadas, o processo foi realizado perpendicular ao avanço no processo de torneamento cilíndrico conforme Figura 26, para a análise dos resultados foi considerado somente rugosidade Ra e Rz.

(42)

Figura 25 – Rugosímetro Mitutoyo

Figura 26 – Medição da rugosidade.

(43)

4. RESULTADOS

4.1. Força de contato entre rolo e peça

As três deflexões y das molas prato assumidas para ensaio de brunimento foram respectivamente 0,3, 0,6, e 0,85mm, estas deflexões correspondem às forças mostradas na Tabela 3, os cálculos das forças podem ser vistos no Anexo C. É possível ver ainda que as forças calculadas são semelhantes às forças encontradas no teste de compressão realizado nas molas prato da ferramenta de brunir.

Tabela 3 – Força realizada pela ferramenta.

4.2. Rugosidade

Através da medição das rugosidades Ra obtidas nos corpos de prova após o processo de brunimento por rolo gerou-se a Tabela 4 que mostra a variação da rugosidade no corpo de prova quando alternado o número de passes da ferramenta de brunir entre 1 e 3 passes, com deflexão da mola prato de 0,3 mm que resulta em uma força de contato de 298,53 kgf e velocidade de corte de 75 mm/min, onde cada avanço representa uma secção do corpo de prova.

Tabela 4 – Rugosidade para deflexão da mola de 0,3 mm.

(44)

Com base na Tabela 4 é possível gerar o gráfico da Figura 27, onde são comparadas as rugosidades encontradas para em 1, 2 e 3 passes da ferramenta de brunir, utilizando um avanço para cada secção do corpo de prova com velocidade de corte de 75 mm/min.

É possível notar uma melhora da rugosidade quando o corpo de prova é submetido a três passes de brunimento utilizando a mesma velocidade de corte, avanço e força de contato entre rolo e peça.

Figura 27 – Rugosidades para deflexão da mola de 0,3 mm.

Na Tabela 5 são visualizados os resultados encontrados a partir do aumento da deflexão da mola para 0,6mm, mantendo velocidade de corte em 75 m/min e as mesmas faixas de avanço, o aumento da deflexão da mola para 0,6 mm resultou em aumento da força entre rolo e corpo de prova para 528,05 kgf.

Fonte: Próprio autor 0,415 0,489 0,498 0,509 0,542 0,554 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0,650 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 R a ( µ m ) Avanço [mm/rot]

Vc = 75 m/min e Y = 0,3mm

1 passe 2 passes 3 passes

(45)

Na Figura 28 observa-se a influência do aumento da deflexão da mola para 0,6 mm.

Fonte: Próprio autor.

Com estes parâmetros de processo, encontramos o melhor resultado de rugosidade Ra que foi 0,228 mícrons, resultado atingido usando velocidade de corte de 75 m/min, deflexão de mola de 0,6 mm, utilizando 3 passes de brunimento para um avanço de 0,03 mm/rot. A partir da Figura 28 é possível ver que a rugosidade do corpo de prova melhorou gradualmente em todas as secções quando elevado o número de passes de brunimento para 3.

Na Tabela 6 é possível verificar que mesmo aumentando a força de contato para 678,70 kgf, a rugosidade superficial não melhorou, em todos os resultados deste teste a rugosidade encontrada foi maior que a desejada.

0,228 0,254 0,385 0,316 0,333 0,331 0,160 0,260 0,360 0,460 0,560 0,660 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 R a ( µ m ) Avanço [mm/rot]

Vc = 75 m/min e Y = 0,6mm

(46)

A Figura 29 mostra o gráfico gerado a partir da Tabela 6 para deflexão da mola de 0,85 mm e velocidade de corte de 75 m/min, para as faixas de avanços mostradas abaixo, nota-se que a rugosidade não diminui somente em função da força aplicada.

As Figuras 30, Figura 31 e Figura 32 mostram os resultados de rugosidades encontrados para velocidade de corte de 100 m/min, utilizando os mesmos parâmetros de força, avanço e número de passes utilizados anteriormente para velocidade de corte de 75 m/min.

Fonte: Próprio autor. 0,316 0,352 0,486 0,478 0,376 0,448 0,160 0,260 0,360 0,460 0,560 0,660 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 R a ( µ m ) Avanço [mm/rot]

Vc = 75 m/min e Y = 0,85mm

1 passe 2 passes 3 passes 0,402 0,420 0,466 0,490 0,484 0,467 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 R a ( µ m ) Avanço [mm/rot]

Vc = 100 m/min e Y = 0,3mm

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Figura 31 – Rugosidades para deflexão da mola de 0,6 mm.

Os dados utilizados para montagem dos gráficos das Figuras 30, Figura 31 e Figura 32 podem ser visualizados no Anexo F. A partir destes gráficos é possível ver que com aumento da velocidade de corte e consequentemente aumento da rotação, as rugosidades superficiais encontradas não ficarão dentro do esperado.

0,308 0,332 0,417 _0,410 0,480 0,461 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 R a ( µ m ) Avanço [mm/rot]

Vc = 100 m/min e Y = 0,6mm

1 passe 2 passes 3 passes 0,321 0,382 0,428 0,588 0,399 0,414 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0,650 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 R a ( µ m ) Avanço [mm/rot]

Vc = 100 m/min e Y = 0,85mm

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4.3. Dureza

A matéria prima para a confecção dos corpos de prova foi adquirido junto à empresa AllSteel, o mesmo foi fornecido com dureza de 441 HBW, devido a isto foi utilizado uma tabela de conversão (Anexo G) para a obtenção da dureza em rockweel resultando em aproximadamente 44 HRC.

Foram escolhidas aleatoriamente 4 amostras de toolox 44 para realizar um ensaio de dureza, com intuito de verificar se a dureza dos corpos de prova antes do processo de brunimento conferem com dureza fornecida pelo certificado da empresa, os testes apresentaram os seguintes resultados mostrados na Tabela 7.

Tabela 7 – Dureza das amostras.

A partir da tabela apresentada, é possível ver que o material fornecido pela empresa, tem a dureza especificada no certificado de qualidade emitido pela mesma.

4.4. Ensaio micrografia

Em função da microscopia ótica disponível, não foi possível visualizar alteração da microestrutura na camada superficial, devido ao aumento disponível no microscópio e da microestrutura do toolox 44, isto é, não foi possível definir alteração no formato dos grãos que caracterizariam encruamento, e com isto aumento da dureza superficial. As Figuras 33 e 34 apresentam as imagens realizadas pelo microscópio com ampliação de 200x, mostram a microestrutura que é composta por martensita revenida.

(49)

Figura 33 – Micrografia da borda da amostra 4.

Figura 34 – Micrografia da borda da amostra 5.

4.5. Microdureza

Na Tabela 9 é possível verificar os resultados do ensaio de microdureza realizados nas amostras após o processo, pode-se notar que o processo de brunimento nos corpos de prova de

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toolox 44 não resultou em aumento da dureza na camada superficial. A escolha das amostras utilizadas nos ensaios de microdureza deu-se se ao fato das mesmas apresentarem uma melhor rugosidade superficial encontradas no processo, além de diferentes forças e avanço de brunimento. A Tabela 8 apresenta os dados utilizados nos testes dos corpos submetidos às medições de microdureza.

Tabela 8 – Amostras submetidas ao ensaio de microdureza.

Tabela 9 – Variação da dureza superficial.

A Tabela 9 apresenta pequena variação de dureza superficial após o processo de brunimento, mas estas variações não foram consideradas como alterações de dureza ocasionadas pelo processo, pois estas variações também ocorreram antes do processo de brunimento conforme mostrado na Tabela 7.

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5. CONCLUSÃO

Baseado nos objetivos desse estudo que consistiam em encontrar os melhores parâmetros para execução do processo de brunimento, análise de possível alteração de dureza superficial do material, encontrar rugosidade superficial dentro de uma faixa estabelecida, podemos concluir que:

A melhor rugosidade superficial foi encontrada utilizando parâmetros de 75 m/min de velocidade de corte, em 3 passes, com avanço de 0,03 mm/rot e utilizando força de contato entre rolo e corpo de prova de 528,05 kgf, estes parâmetros retornaram no teste uma rugosidade Ra de 0,228 mícrons.

Aumento da força utilizada para o brunimento, não representa melhora da rugosidade superficial.

A utilização de uma menor velocidade de corte para o brunimento do toolox 44 apresentou melhores rugosidades.

A força utilizada nos testes de brunimento, não foi suficiente para promover aumento da dureza superficial no material.

A rugosidade melhorou na maioria dos testes proporcionalmente ao número de passadas, ou seja, a cada passe realizado, a rugosidade diminuiu na maioria dos avanços utilizados.

Como sugestão de trabalhos futuros recomenda-se o teste de brunimento com ferramentas hidrostáticas, bem como a utilização do processo em colunas de matrizes aplicadas comumente na indústria, e analise da microestrutura em microscópio eletrônico de varredura.

(52)

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(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

ANEXO C – CÁLCULOS MOLAS PRATO

=_{16,3 = 2,085}34

= _{2. ln 2,085 5}6 2,085 − 1 ²_{2,085² 6 = 0,704}

Para deslocamento de 0,3mm utilizando uma mola prato tem-se:

= _{0,704 . 34² . 1 − 0,3}4 . 206000 . 0,3 _" 8 1,05 − 0,3 . 91,05 − 0,3_{2 : . 1,5; . 1,5³ = 1464,33 <} Utilizando sistema com duas molas prato tem-se:

=1464,33 . 2_9,81 = 298,53 >?@ No deslocamento de 0,6mm tem-se:

= _{0,704 . 34² . 1 − 0,3}4 . 206000 . 0,6 _" 8 1,05 − 0,6 . 91,05 − 0,6_{2 : . 1,5; . 1,5³ = 2590,10 <} Utilizando sistema com duas molas prato tem-se:

=2590,10 . 2_9,81 = 528,05 >?@ E para deslocamento de 0,85mm tem-se:

=_{0,704 . 34² . 1 − 0,3}4 . 206000 . 0,85 _" 8 1,05 − 0,85 . 91,05 − 0,85_{2 : . 1,5; . 1,5³ = 3329,06 <} Utilizando sistema com duas molas prato tem-se:

(62)

ANEXO D - EMBUTIDORA

Figura 35 – Embutidora.

(63)

ANEXO E – TESTES DE MOLAS PRATO

Figura 36 – Força de contato de aproximadamente 300 kgf.

Figura 37 - Força de contato de aproximadamente 550 kgf.

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Figura 38 - Força de contato de aproximadamente 680 kgf.

(65)

Figura 40 – Prensa hidráulica manual.

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ANEXO F – DADOS DE PROCESSO PARA VC=100m/min

Tabela 10 – Processo de brunimento para Vc=100m/min.

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ANEXO G – TABELA DE CONVERSÃO DE DUREZA

Figura 41 – Tabela de conversões de dureza.