Efeito das condições locais nos modos de desgaste em matrizes de forjamento a quente.

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Gonçalves, Alexandre
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Desgaste; Finite element analysis; Forjamento; Hot forging; Método dos elementos finitos; Topografia; Topography; Tribologia; Wear map
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-13022020-114550/

O entendimento do desgaste em ferramentas de conformação mecânica a quente permite a redução do custo de produtos conformados, uma vez que tal custo é significativamente afetado pelo das ferramentas e equipamentos utilizados, além de proporcionar um aumento de sua qualidade dimensional. Esses fatores mantêm o interesse sobre o estudo do desgaste, tema constante de pesquisa e desenvolvimento. No forjamento a quente, as ferramentas utilizadas (matrizes de forjamento) são submetidas a um carregamento termomecânico cíclico que compromete seu acabamento superficial e sua geometria ao longo do tempo, levando muitas vezes à falha prematura. No presente trabalho, condições industriais de operação foram reproduzidas em escala piloto numa célula de forjamento automatizada para estudo do comportamento de matrizes fabricadas em dois aços-ferramenta distintos. Matrizes instrumentadas permitiram a medição do perfil de temperatura durante o processo, enquanto matrizes sem instrumentação, submetidas a um maior número de ciclos com paradas regulares, permitiram acompanhar a evolução gradual do dano nas superfícies das ferramentas. Este acompanhamento foi realizado através de diversos ensaios para caracterização das superfícies, dentre os quais foram incluídas medições da topografia. Partindo dos parâmetros de processo e de dados experimentais, simulações numéricas com uso do método de elementos finitos (MEF) foram realizadas com o objetivo de extrair informações como pressões de contato (P), velocidades de deslizamento (V) e temperaturas (T) em pontos específicos da superfície da matriz, para construção de um mapa tipo P × V × T, sobre o qual foram identificados os diferentes modos de desgaste observados na caracterização. Este mapa tem como intuito servir de apoio ao projeto de novas ferramentas de trabalho a quente e de ligas mais resistentes ao desgaste.