Avaliação dos fluidos de corte classificados pelo ponto de Leidenfrost durante o torneamento do aço SAE 52100

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Gonçalves, Daniel da Motta
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Usinagem; Fluidos de corte; Efeito Leidenfrost; Torneamento; SAE 52100; Machining; Leidenfrost efect; Cutting fluids; Turning
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/217027

Introdução: Fluidos de corte são amplamente aplicados pelo método convencional com a finalidade de lubri-refrigerar a interface cavaco-ferramenta, onde a transferência de calor ocorre por convecção forçada em baixa pressão. Logo, a menor capacidade refrigerante deste método em relação aos demais provavelmente ocorre devido ao efeito Leidenfrost, responsável pela formação de uma película de vapor, que impede o contato entre o fluido e a superfície aquecida. Embora o efeito Leidenfrost seja amplamente estudado em diversas aplicações, no qual o rápido resfriamento é necessário, existe a carência de trabalhos que estudem a influência deste efeito na usinagem dos materiais. Objetivo: Diante do exposto, o presente trabalho tem o objetivo avaliar, durante o torneamento do aço SAE 52100 recozido e esferoidizado, o efeito lubri-refrigerante dos fluidos de corte previamente classificados pelo ponto de Leidenfrost. Métodos: Para tanto, corpos de prova foram torneados com parâmetros de corte constantes e submetidos a lubri-refrigeração convencional por tipos de fluidos de corte variados em Emulsões, fluidos Sintéticos e Semissintéticos, aplicados em três concentrações diferentes para cada tipo. Os resultados da temperatura de usinagem, desgaste da ferramenta de corte e da integridade superficial das amostras foram analisados e relacionados com a Temperatura de Leidenfrost (TLF) dos respectivos fluidos de corte. Resultados: Como resultado geral, os fluidos Sintéticos apresentaram maior capacidade de refrigeração, seguido pelos Semissintéticos e Emulsões. Entretanto, o fluido Semissintético em concentração de 1,25% resultou na menor temperatura de usinagem com redução 37,9% em relação a Emulsão 2,5% que resultou na maior temperatura. As Emulsões resultaram em menor desgaste da ferramenta de corte, seguido pelos fluidos Semissintéticos e Sintéticos. Ambas as Emulsões a 5% e 10% reduziram em 38,8% o desgaste em relação ao fluido Sintético a 4%, que resultou no maior desgaste. Ao comparar diferentes tipos de fluidos com mesma TLF, a temperatura de usinagem apresentou diferença de 10% a 15% nos resultados, e o desgaste apresentou diferença 25% a 62% nos resultados. A análise por tipo de fluido mostrou que apenas para fluidos Semissintéticos, quanto maior a TLF, menor a temperatura de usinagem. Com relação ao desgaste da ferramenta, para Emulsões e fluidos Sintéticos, quanto maior a TLF, maior o desgaste. As Emulsões a 5% e 10% e o fluido Sintético a 10% resultaram na menor rugosidade, com redução de 17%. A análise microestrutural e de microdureza mostraram ausência de alterações em decorrência do uso dos diferentes fluídos de corte. Conclusões: Para as condições de usinagem empregadas neste trabalho, todos os fluidos são capazes de remover calor da interface e evitam significativas alterações microestruturais no material usinado. Devido a diferença de condutividade térmica dos fluidos, não há relação da TLF com a temperatura de usinagem para fluidos de mesma TLF. Dadas as diferentes propriedades tribológicas, também não há relação com o desgaste da ferramenta quando fluidos de mesma TLF são aplicados. Por fim, os resultados indicaram que fluidos de corte com maior TLF nem sempre promovem menor temperatura de usinagem e desgaste da ferramenta de corte.