Reutilização do cavaco do aço Vanadis ®8 pelo processo de metalurgia do pó utilizando a moagem de alta energia

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: BARBEDO, Elioenai Levi
• Orientador(a): SILVA, Gilbert
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica
• Departamento: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Vanadis®8; Metalúrgia do pó; Moagem de alta energia; Reciclagem de cavacos; Adição de carbetos e planejamento de experimentos superfície resposta (RSM)
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2310

O aço ferramenta Vanadis®8 é um material fabricado por metalurgia do pó, amplamente utilizado na fabricação de matrizes, punções, ferramentas para corte e conformação a frio. Este aço de altíssimo desempenho possui em sua composição química alto teor de carbono, combinado com os elementos de liga cromo, molibdênio e vanádio, com propriedades mecânicas de alta resistência ao desgaste, alta tenacidade, grande estabilidade dimensional, sendo aplicado em ferramentas que necessitam de alta durabilidade. Além disso, o possui alto valor agregado, e quando este material é usinado, o processo gera cavacos que são vendidos como sucata para empresas que utilizam em seus processos a refusão, uma técnica custosa que degrada o meio ambiente. Sendo assim, este estudo tem como objetivo o reaproveitamento do aço Vanadis®8, utilizando a rota de metalurgia do pó. Para isso, foi realizado a obtenção dos pós pela Moagem de Alta Energia em duas fases. Na 1a fase da MAE foram adicionados carbetos de (vanádio VC e molibdênio Mo2C) durante o processo de moagem com concentração de 3%, com a finalidade de se reduzir o tamanho das partículas com distribuição mais homogênea possível dos pós. Os parâmetros utilizados foram rotação 350 rpm, relaçao massa/bola (1:15) e tempo de moagem 4, 8 e 12 horas. Foram feitas análises como: MO, MEV,DRX, Difração a Laser, tamanho médio de cristalito e grau de cristalinidade. Na 2a fase da MAE, utilizou-se o DOE fatorial e o DOE RSM para definir os parâmetros mais significativos e equacionar o modelo obtido pelas respostas dos experimentos difração a laser e peneiramento. Os intervalos dos parâmetros utilizados na 2a fase da MAE foram rotação 300–400 rpm, relação massa/bola (1:15) e tempo de moagem 12–50 horas. A análise de variância (ANOVA) dos experimentos, mostraram que para a difração a laser, os ajustes para as respostas foram inconclusivos, isto, devido ao baixo valor de R2ad j representado pelo ajuste. Para o experimento peneiramento o ajuste das respostas mostraram uma modelagem dentro dos limites aceitáveis, na qual pode-se obter o seu equacionamento. Através dos resultados foi possível concluir que a mistura do pó do V R 8 com a adição de 3% de VC foi a configuração mais eficiente para a redução das partículas, e com o DOE RSM , determinou-se que a energia dada ao processo através da rotação foi o parâmetro mais estatisticamente significativo. Além disso, foi possível notar pela modelagem DOE RSM, que com rotação e tempo máximos de 400 rpm e 50 h, o processo conseguiu transformar 78% dos pós em partículas com as mesmas características das vendidas comercialmente, enquanto que com 400 rpm e 28 horas de moagem o processo conseguiu alcançar 60% de eficiência, sendo esta configuração a mais viável economicamente.