Carbon dioxide as cutting fluid in duplex stainless steel turning machining : effects on surface integrity

Autor: Sander Gabaldo
Přispěvatelé: Hassui, Amauri, 1967, Diniz, Anselmo Eduardo, Nossa, Tamires de Souza, Suyama, Daniel Iwao, Hasegawa, Haroldo Lhou, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientador: Amauri Hassui Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: A indústria metal mecânica em geral vêm testemunhando uma maior procura por materiais metálicos para fabricação de componentes críticos, tais como peças da indústria de extração de gás e petróleo para utilização de componentes em alto mar, palhetas de turbinas à vapor, tanques para produtos químicos, estruturas para construção civil, entre outras, fabricados em aços inoxidáveis, aços inoxidáveis duplex, ligas à base de titânio e à base de níquel, principalmente devido à relação resistência mecânica e peso, e à alta capacidade de manter propriedades mecânicas em temperaturas elevadas e em ambientes corrosivos. Variações e combinações de vários elementos de liga como o cromo, níquel, molibdênio, proporcionam uma excelente resistência à corrosão, uma alta taxa de encruamento e baixa condutividade térmica. Assim, gerou-se a necessidade da evolução dos processos de usinagem visto que a dificuldade da remoção de cavaco nestas ligas em função da baixa usinabilidade afeta diretamente os custos de produção destes componentes tornando-os extremamente caros e muitas vezes inviáveis. O objetivo deste trabalho é contribuir para o estudo de técnicas de usinagem na operação de torneamento longitudinal em acabamento da liga duplex SAF2205 (UNS S31803) com a utilização de fluido de corte tipo aquoso (emulsão) e fluido tipo gasoso (dióxido de carbono, CO2). Para cada tipo de fluido de corte, foram testados dois canais de direcionamento do fluido de corte para a região da interface cavaco-ferramenta e ferramenta-peça com o objetivo de buscar o melhor desempenho da ferramenta de corte de metal duro. Como limitador do teste, por tratar-se de uma operação de acabamento, quando a rugosidade média (Ra) atingi 1,60 µm o teste era finalizado. A vida útil em minutos, taxa de remoção de cavaco, acabamento superficial, potência de corte e temperatura da peça-cavaco-ferramenta, e formação dos cavacos foram monitorados e analisados a fim de encontrar as melhores práticas e possibilidades para a operação de usinagem acabamento. Os melhores resultados foram obtidos na usinagem com CO2 e direcionamento do fluido na superfície de folga e ferramenta. Diferentes mecanismos de desgastes foram observados quando na usinagem por emulsão e CO2 Abstract: The metalworking industries in general have been witnessing a greater demand for metal materials to manufacture critical components such as parts of the oil and gas extraction industry for offshore component use, steam turbine blades, chemical tanks , building structures, among others, made of stainless steels, duplex stainless steels, titanium and nickel based alloys, mainly due to the mechanical resistance and weight ratio, and the high capacity to maintain mechanical properties at high temperatures and in corrosive environments. Variations and combinations of various alloying elements like chromium, nickel, molybdenum, provide excellent corrosion resistance, high hardening rate and low thermal conductivity. Thus, the necessity of the evolution of the machining processes was generated since the difficulty of the removal of chips in these alloys due to the low machinability directly affects the production costs of these components, making them extremely expensive and often impracticable. The objective of this thesis is to contribute to study of machining techniques in the longitudinal finishing turning operation in duplex alloy SAF2205 (UNS S31803) with the use of aqueous oil type (emulsion) and gaseous fluid (carbon dioxide, CO2). For each type of cutting fluid, two directional channels of the cutting fluid were tested for the region of the chip-tool interface and the tool-part with the objective of analyze the best performance of the carbide cutting tool. As the test limiter, because it is a finishing operation, when the average roughness (Ra) reaches 1.60 µm the test was finished. The tool life in minutes, chip removal rate, surface finish, cutting power and chip-tool temperature, and chip formation were monitored and analyzed in order to find the best practices and possibilities for machining operations. The best results were found in the use of CO2 and directing the fluid on the machine and tool surface. Different degradation mechanisms were observed when emulsion and CO2 machining Doutorado Materiais e Processos de Fabricação Doutor em Engenharia Mecânica
Databáze: OpenAIRE
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