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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.3.2006.tde-12032007-005828
Documento
Autor
Nome completo
Daniel Hioki
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2006
Orientador
Banca examinadora
Sinatora, Amilton (Presidente)
Diniz, Anselmo Eduardo
Hassui, Amauri
Machado, Izabel Fernanda
Mello, José Daniel Biasoli de
Título em português
Influência dos parâmetros de corte do fresamento HSM sobre o desempenho tribológico do aço AISI H13 endurecido.
Palavras-chave em português
AISI H13
Desgaste
Fresamento
HSM
Topografia
Resumo em português
Desde a década de 90 o fresamento HSM é um processo aplicado na fabricação de moldes e matrizes e, mais especificamente, no acabamento destes componentes. Segundo um levantamento realizado pelo LFS/USP, entre usuários de moldes e matrizes da região de São Paulo, foi confirmada a existência da dispersão da vida de matrizes e moldes. Assim, o objetivo deste trabalho é verificar se esta dispersão está relacionada com os efeitos da usinagem, ou seja, dos parâmetros de corte sobre o desempenho tribológico (vida da matriz). Para isso foi necessário determinar a influência dos parâmetros de corte nas características da integridade da superfície e, por sua vez, como estas características afetam o desempenho. As amostras do aço AISI H13 foram usinadas por fresamento HSM com métodos adotados na fabricação de matrizes e moldes. Os parâmetros de corte investigados foram: velocidade de corte (vc), profundidade de corte (ap), penetração de trabalho (ae) e avanço por dente (fz). As características da integridade da superfície medidas foram: parâmetros de rugosidade pelo método de perfilometria 3D, espessura da camada branca por microscopia óptica e eletrônica de varredura, microdureza da superfície e das subcamadas na seção transversal e tensão residual por difração de raios-x. Após a caracterização, as amostras foram submetidas ao desgaste por deslizamento em um tribômetro na configuração pino-placa com movimento alternado, sob as condições de contorno próximas do forjamento a frio (pressão de contato, material da peça, matriz, velocidade de deslizamento e lubrificante) para posterior correlação com os parâmetros de corte. Nesta etapa, o corpo é a amostra de aço AISI H13 ? 565 HV fresada pela HSM e, o contra-corpo é pino de aço AISI 1020. No âmbito das variáveis investigadas é proposto um modelo capaz de prever o desempenho em função das características topográficas (Str, Sq, índice de formação de cavidades - IFC) e da tensão residual. A camada branca intensamente investigada na literatura não apresentou influência devido a sua formação ocorrer no vale e não nos cumes onde ocorrem os contatos.
Título em inglês
Influence of HSM milling cutting parameters on tribological performance of hardened AISI H13 steel.
Palavras-chave em inglês
AISI H13
HSM
Milling
Topography
Wear
Resumo em inglês
Since 90, the HSM milling process to manufacture dies and molds has been applied and, more specifically, in finishing operation those components. In according to LFS/USP survey, among São Paulo region dies and molds users, the dies and molds life dispersion has been confirmed. This dispersion can be related with machining effects on tribological performance and, therefore, on dies and molds life and has not be explained by scientific community yet. Thus, the objective of this work is to verify if this dispersion is related with cutting parameters effects on tribological performance. In order to do it was necessary to determine the cutting parameters influence on surface integrity characteristics and how this characteristic affects the performance. AISI H13 Steel samples were machined by HSM milling by using manufacturing dies and molds methods. The investigated cutting parameters were: cutting speed (vc), cutting depth (ap), working engagement (ae) and feed per tooth (fz). The surface integrity characteristics measured were: roughness parameters by 3D profilometer method, white layer thickness by optical and scanning electronic microscopy, surface and transversal sub-layers section microhardness and residual stresses by x-ray diffraction. Before characterization, the tribometer in pin-plate with alternate movement configuration was performed to sliding wear the samples nearly cold forging conditions, to posterior correlation with cutting parameters. In this stage, the body was the AISI H13? 565 HV steel HSM milling samples and, the counter-body was pin of AISI 1020 steel. In the investigated parameter ambit one model is proposed which is able to predict the performance in topography character functions (Str, Sq, cavity formation index - CFI) and residual stresses. The white layer, which was intensely investigated by other researchers, has no significant influence because its formation occurs in the valley and not at the summits where the contacts occur.
 
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Data de Publicação
2007-03-13
 
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