Avaliação da usinagem do inconel 718 via metodologia de Taguchi

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Pinheiro, Cleverson
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Ferramenta cerâmica; Inconel 718; carboneto de tungstênio revestido; Usinagem; Ferramentas de corte; Cerâmica (Tecnologia); Ceramic tool; coated tungsten carbide
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/154790

Apesar de ser amplamente utilizado em componentes aeroespaciais, o Inconel 718 apresenta algumas características que dificultam a sua usinagem: dureza elevada, resistência em altas temperaturas, forte afinidade para reagir com materiais de ferramentas e baixa condutividade térmica. Além do mais, esta liga possui tendência para a formação da aresta postiça de corte, endurecimento por deformação, assim como efeito abrasivo de carbonetos e fases intermetálicas, que resultam em tensões mecânicas e térmicas elevadas na aresta de corte. A qualidade de acabamento exigido pela indústria, para este material, é de 1,6 µm de rugosidade média (Ra) e 6 µm de rugosidade total (Rt). Sabendo da importância do Inconel 718, assim como da necessidade de conciliar os desafios de usinagem com a qualidade exigida, o objetivo deste trabalho foi encontrar a condição experimental que resulte em melhores resultados de usinagem. Para encontrar a condição ótima, a liga foi usinada utilizando duas ferramentas: experimental de cerâmica – Al2O3 + MgO (perfil S) e comercial de metal duro revestido (perfil C). Com a metodologia de Taguchi foram planejadas duas matrizes experimentais. Para a ferramenta cerâmica, a usinagem ocorreu a seco e nas seguintes condições: avanços de 0,10–0,20–0,30 mm/rev; velocidades de corte de 300–400–500 m/min; profundidades de usinagem de 0,20–0,35–0,50 mm. A ferramenta de metal duro revestido foi utilizada em profundidade fixa de 0,5 mm, nas seguintes condições experimentais: avanços de 0,10–0,15–0,20–0,25 mm/rev; velocidades de corte de 55–70–85–100 m/min; dois tipos de ferramentas; dois tipos de lubrificação/refrigeração. A melhor condição experimental, em ambos os planejamentos, foi definida a partir das seguintes variáveis reposta: Ra, Rt , potência consumida, emissão acústica, vibração, desgaste da ferramenta e cavacos gerados. Para a ferramenta cerâmica, a condição que apresentou os melhores resultados foi: avanço de 0,10 mm/rev, velocidade de corte de 400 m/min e profundidade de 0,50 mm. Nesta condição, o comprimento de corte foi de 326,77 m e os valores de rugosidades, iniciais e finais, foram de: Ra = 0,798 e 2,075 µm e Rt = 6,227 e 13,88 µm, respectivamente. Para a ferramenta de metal duro revestido, a condição que apresentou os melhores resultados foi: avanço de 0,10 mm/rev, velocidade de corte de 70 m/min, ferramenta CNMG120408–M1– TS2500 e lubrificação/refrigeração com mínima quantidade de fluído. O comprimento de corte, nesta condição, foi de 511,20 m, cujos valores de rugosidades, iniciais e finais, foram de: Ra = 0,637 e 0,857 µm e Rt = 3,316 e 4,687 µm, respectivamente. A usinagem com a ferramenta de metal duro obteve um comprimento de corte 36 % maior que a ferramenta cerâmica, além de manter as rugosidades Ra e Rt dentro dos limites aceitos pelas indústrias aeroespaciais. Entretanto, a utilização da ferramenta cerâmica, usinando com velocidade de corte seis vezes maior que a ferramenta de metal duro, pareceu ser promissora, pois obteve valores semelhantes de: rugosidades Ra e Rt , até um comprimento de corte de 170 m; desgastes de flancos médios semelhantes, até um comprimento de corte de aproximadamente 250 m; valores inferiores de potência consumida; valores semelhantes de vibração; gerou cavacos curtos. Possivelmente, o emprego de ferramenta cerâmica redonda, com maior raio de ponta, possa gerar resultados melhores que aquelas de formato quadrado. Além do mais, o emprego desta ferramenta pode ser mais adequado em operações de desbaste com maiores profundidades de usinagem