Análise dos desgastes da ferramenta cerâmica (Si3N4) na usinagem de ferro fundido nodular

Abstract

Resumo: A demanda de produtos que executem funções de maneira precisa e segura motiva o desenvolvimento de materiais. Devido as suas características de abrasividade, dureza e resistência ao trabalho a quente, o material ferro fundido tem sido desenvolvido em ligas especiais para serem utilizados em cilindros de laminação. Porém, essas características dificultam os processos de usinagem, principalmente na usinagem pesada, onde se remove grandes quantidades de material de uma única vez. Para isso o uso dos parâmetros de corte adequados na usinagem se tornam necessários para não gerarem desgastes indesejados dos insertos e ferramentas, que podem gerar problemas de qualidade e até sucateamento, levando a um aumento no custo do produto final. Nesse trabalho serão apresentados os resultados encontrados em um inserto cerâmico a base de nitreto de silício (Si3N4), com comprimento de 39,5mm, largura 20mm, altura 12,7mm e raio de ponta de 2,0 mm. Esse inserto será caracterizado quanto à densidade relativa, microdureza, tenacidade à fratura e fases presentes. Os estudos foram realizados pela usinagem por torneamento em um cilindro de laminação de ferro fundido nodular com diâmetro de 540mm, velocidade de corte (Vc=5,0mm; 9,0mm e 12,0mm). A avaliação dos resultados foi em função das avaliações com gráficos, micrografias dos desgastes de flanco (Vb), a rugosidade superficial (Ra) e o comprimento de corte (Lc).

Abstract: The evolution of materials has been motivated by the demand for products that functions accurately and securely. Due to its characteristics of abrasiveness, hardness and resistance to hot work, the cast iron material has been developed in special alloys to be used in rolling cylinders. However, these characteristics hamper machining processes, especially in heavy machining, where large amounts of material are removed at a single time in specific cases. For this purpose the use of cutting parameters in the machining becomes necessary to avoid generating excessive and / or premature wear of the inserts and tools, which can cause problems of quality and even scrap, generating an increase in the cost of the final product. In this work the results will be presented of a ceramic insert based on silicon nitride (Si3N4), with Length 39.5 mm, width 20 mm, height 12.7 mm and tip radius 2.4 mm. This insert will be characterized as the relative density, micro hardness, fracture toughness and present phases. The machining tests by turning were performed on a 540 mm nodular cast iron rolling cylinder, velocity (Vc = 5.0, 9.0 and 12.0 mm). The results were evaluated according to the micrographs of the cutting edge of the inserts (Vb), the roughness (Ra), the cutting length (Lc) and performing evaluations with graphs.