Atrito e mecanismos de desgaste em ferramentas revestidas para conformação a frio

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Tavares, Amanda Figueira
Orientador(a): Murray, Henara Lillian Costa
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Conformação a frio
Estiramento
Ferramentas
Atrito
Desgaste
MEV
Topografia de superfícies
Cold forming
Strip drawing
Tools
Friction
Wear
SEM
Surface topography
Link de acesso: https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12691
Resumo: Dissertação (mestrado)
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spelling Tavares, Amanda FigueiraMurray, Henara Lillian Costa2025-04-23T22:49:36Z2025-04-23T22:49:36Z2019TAVARES, Amanda Figueira. Atrito e mecanismos de desgaste em ferramentas revestidas para conformação a frio. 2019. 100f. Dissertação (mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2019.https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12691Dissertação (mestrado)Processos de conformação envolvem movimento relativo entre ferramenta e peça sob a ação de elevadas pressões de contato, o que pode gerar elevado desgaste da ferramenta comprometendo a qualidade e o custo final do produto. Nesse sentido, o uso de revestimentos duros para aumentar a resistência ao desgaste de ferramentas de conformação a frio apresentam-se como uma boa alternativa. O presente trabalho analisou o comportamento e desempenho tribológico de ferramentas de conformação revestidas e não revestidas, desenvolvendo uma metodologia de caracterização das superfícies antes, durante e depois de ensaios de estiramento. Os valores de coeficiente de atrito foram correlacionados com análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de energia de raio-X (EDS) e parâmetros topográficos para identificação dos mecanismos de desgaste. Foram selecionados oito aços para ferramenta (sinterizados, laminados, fundidos e refundidos) e revestidos com três tipos de revestimentos: VN (revestimento 1), TiCrN (revestimento 2) e TiAlN (revestimento 3). A caracterização inicial das amostras via microscopia eletrônico de varredura (MEV) e interferometria ótica, identificou uma condição superficial mais rugosa para revestimentos de VN comparado com os de TiCrN e TiAlN. Os resultados dos ensaios de estiramento mostraram que o revestimento VN e TiCrN apresentaram menor coeficiente de atrito e um melhor desempenho devido à formação de uma condição tribológica mais favorável de camadas de transferências lisas e parcialmente oxidadas. O revestimento TiAlN apresentou coeficientes de atrito mais elevados e instáveis, aparentemente pela formação de protuberâncias formadas pelo material transferido, que contribuíram para o aumento do coeficiente de atrito e eventualmente levaram ao travamento entre peça e ferramenta. Considerando a influência do material da ferramenta, somente as ferramentas fundidas revestidas com VN e TiCrN apresentaram comportamento diferenciado em termos de atrito. O melhor desempenho foi atribuído para o revestimento TiCrN por apresentar menores coeficientes de atrito com valores estáveis ao longo dos ensaios e o pior comportamento foi observado para o revestimento 3, apesar de apresentar a superfície mais lisa inicialmente.Metal forming involves relative motion between a tool and a workpiece under very high contact pressures, thus possibly leading to severe tool wear, compromising the process stability and the quality of the final product. Despite being fundamental for the process, friction must be controlled to ensure stability of the process and reduced energy losses. For that, cold forming tool are usually coated. The present work analyzed the tribological behavior of commercial thin hard PVD coatings used in metalforming tools during strip drawing tests. This study developed a methodology for identifying wear mechanisms via scanning electron microscopy (SEM) and 3D topographic characterization before and after the tests, which were then correlated with the friction coefficient measurements. For that, eight different tools were ground and coated with three different coatings: VN (coating 1), TiCrN (coating 2) e TiAlN (coating 3). Those tools were classified into four groups according to their manufacturing process: sintered, rolled, cast and recast. They were initially characterized by SEM, optical interferometry and microhardness. It was shown that coating 1 was rougher, whereas coating 2 and 3 followed the substrate topography. The strip drawing tests showed that the VN and TiCrN coatings presented lower and more stable fricton coefficient values, which was traced back to relatively smooth and partially oxidized transfer layers, leading to more favorable tribological conditions. The TiAlN coating presented higher and very unstable friction values, apparently due to protruding transfer layers, which increased friction and eventually led to galling. Regarding the tool material, only the cast tools coated with VN and TiCrN presented different friction values. The best performance was attributed to the tools coated with TiCrN since the friction values were very stable along the tests. The tools coated with TiAlN presented the worst tribological performance, despite their smoother surfaces.porConformação a frioEstiramentoFerramentasAtritoDesgasteMEVTopografia de superfíciesCold formingStrip drawingToolsFrictionWearSEMSurface topographyAtrito e mecanismos de desgaste em ferramentas revestidas para conformação a frioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)instacron:FURGLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.furg.br/bitstreams/a71e17c4-f0d2-433a-8c23-64fee0e7073e/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52falseAnonymousREADORIGINALAmanda Figueira Tavares.pdfAmanda Figueira Tavares.pdfDissertação (mestrado)application/pdf12964603https://repositorio.furg.br/bitstreams/a8e54987-4d55-42bb-9bc2-5a5fe8c4d8c8/download10699a35e4371973a96302824d105accMD51trueAnonymousREADTEXTAmanda Figueira Tavares.pdf.txtAmanda Figueira Tavares.pdf.txtExtracted texttext/plain102659https://repositorio.furg.br/bitstreams/43dc3eee-ce20-4b78-bdee-80070e4e6528/downloadcc2bc04d00d1b48d89539f85649e3429MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILAmanda Figueira Tavares.pdf.jpgAmanda Figueira Tavares.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2602https://repositorio.furg.br/bitstreams/78828bf1-ada2-433d-8bf0-943359e4f41a/downloadce898ca42aa129dfac979d8de5bc5aafMD54falseAnonymousREAD123456789/126912025-12-10 00:43:00.407open.accessoai:repositorio.furg.br:123456789/12691https://repositorio.furg.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.furg.br/oai/request || http://200.19.254.174/oai/requestrepositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.bropendoar:2025-12-10T03:43Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)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