Análise térmica do processo de forjamento a quente com máscaras metálicas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Santos, Thomas Gomes dos
• Orientador(a): Schaeffer, Lirio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Forjamento; Transferência de calor; Conformação mecânica; Condutividade térmica
• Palavras-chave em Inglês: Heat transfer coefficient; Metal masks; Metalforming; Thermal contact conductance
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/204093

O presente trabalho descreve as pesquisas que tiveram como objetivo a análise térmica do processo de forjamento a quente com proteção de máscaras metálicas (die masks). Como material base, o aço AISI 1045 foi utilizado nas geratrizes, o aço AISI H13 nas matrizes e o aço DIN 22MnB5 nas máscaras metálicas. Além disso, diferentes materiais interfaciais também foram considerados durante os experimentos, isto é, tratamento de nitretação e lubrificante. Considerando uma geometria axissimétrica, foram realizados experimentos para comparar o perfil de temperatura e definir a influência térmica dos materiais e suas configurações. Além disso, com base nas características físicas e mecânicas dos materiais, foi proposto um modelo numérico de transferência de calor entre os materiais da geratriz e da matriz. O valor da resistência térmica do contato foi utilizado na simulação numérica do processo de forjamento e os resultados foram utilizados para determinar o impacto térmico do uso de máscaras metálicas como camada protetora no processo de forjamento a quente. Observou-se que em matrizes submetidas ao tratamento de nitretação de superfície, o perfil térmico apresenta ligeira diferença quando comparado a matrizes sem tratamento. Além disso, verificou-se que o uso de diferentes materiais interfaciais influencia diretamente a carga térmica nas matrizes. Nos experimentos, verificou-se que o uso de pó de grafite como lubrificante resulta em maior carregamento térmico na matriz. Por fim, com base nos resultados alcançados, é possível destacar que o uso de máscaras metálicas como proteção resulta em uma diminuição do carregamento térmico nas matrizes. Foi registrada uma redução de 51% na temperatura na matriz de forjamento, quando comparada aos conjuntos sem o uso de máscaras metálicas como método de proteção.