Estudo da aplicabilidade e desempenho de chapas metálicas de 22MnB5 como máscaras de proteção em matrizes de forjamento a quente

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Costa, Luana De Lucca de
• Orientador(a): Schaeffer, Lirio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Chapas de aço; Forjamento a quente; Conformação mecânica
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/219144

A proposta deste trabalho é estudar a aplicabilidade e o desempenho de chapas do aço boro 22MnB5 como máscara de proteção sobre matrizes de forjamento a quente. Dois métodos para a obtenção das máscaras metálicas são estudados: chapas planas de 22MnB5 são tratadas termicamente, em condições de resfriamento semelhantes ao do processo de estampagem a quente; e, chapas planas de 22MnB5 são estampadas a quente na geometria axial de um copo cilíndrico. Nas duas condições as chapas são aquecidas a 1100 ºC por 7 minutos. No tratamento térmico elas são resfriadas no interior de matrizes planas e na estampagem a quente são conformadas com a utilização de um punção, matriz e prensa chapas, ambos a temperatura ambiente. Após a obtenção das máscaras, elas são posicionadas sobre a superfície inferior de matrizes de forjamento a quente. São realizados ciclos de 25, 50, 75 e 100 forjamentos para cada geometria, plana e axial, a cada ciclo as máscaras são substituídas e caracterizadas. As máscaras planas apresentaram reduções de espessura, aumento nos valores de rugosidade, Ra e Rz, e reduções significativas nos perfis microdureza na região de contato permanente entre o billet e a máscara. A máscara axial utilizada no ciclo de 25 forjamentos apresentou uma pequena trinca no raio do canto da matriz, próxima a saída da rebarba, e na máscara submetida a 50 ciclos de forjamentos o surgimento de uma trinca que se propaga da região da flange até o raio do canto da matriz inviabilizaria a continuação do seu uso. Os ciclos de 75 e 100 forjamentos não causaram trincas macroscópicas na superfície das máscaras ou danos que inviabilizassem sua utilização. As reduções de espessura mais significativas nas máscaras axiais ocorreram no centro das máscaras e no raio do canto da matriz, próximo a saída da rebarba. Os valores máximos de rugosidade foram observados no lado externo, em contato com a matriz, das máscaras utilizadas em todos os ciclos de forjamento. A redução dos valores de microdureza nas máscaras axiais ocorreu em todas as regiões que estiveram em contato com a peça forjada, sendo mais expressivo na região central. Mecanismos de desgaste foram observados nas máscaras planas e axiais submetidas a todos os ciclos de forjamento, sendo mais expressivos nas máscaras axiais; os desgastes por abrasão e deformação plástica foram os mais atuantes. A degradação superficial progressiva observada nas superfícies não inviabilizou a utilização das máscaras metálicas planas e axiais até os ciclos de 100 forjamentos estudados. Os resultados mostraram que a utilização de máscaras do aço 22MnB5 para proteção e aumento da vida útil de matrizes de forjamento a quente é tecnicamente viável.