Investigação da aplicabilidade de insertos de metal duro revestidos no torneamento da liga Ti-15Mo

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Sabadini, Roberto Carlos
Orientador(a): Ventura, Carlos Eiji Hirata lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMec
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Usinagem
Vida da ferramenta
Liga de titânio
Desgaste
Palavras-chave em Inglês:
Machining
Titanium alloy
Wear
Tool life
Área do conhecimento CNPq:
ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.14289/21906
Resumo: The low density and high corrosion and fatigue resistance of titanium alloys favor their use in the aerospace, medical implant and orthodontic industries. However, their machining is a hallenging process due to their low thermal conductivity, low modulus of elasticity and chemical affinity with the tool material. High temperatures are generated in the cutting region, damaging surface finish and reducing tool life. In an attempt to overcome these difficulties, new machining techniques have been developed, such as the use of new lubricants and the pplication of different tool coatings. Within this context, this research proposes a comparative analysis of the performance of uncoated inserts and inserts with three types of coatings (AlTiN/TiSiXN, AlCrN and TiCN), in order to determine the most suitable for the turning process of the Ti-15Mo alloy. For this purpose, cemented tungsten carbide inserts ISO grade S10 were ground in laboratory, commercially coated by physical vapor deposition (PVD) and subjected to life tests, after which the main wear mechanisms were evaluated. In terms of tool wear, the least satisfactory results were found for the AlTiN/TiSiXN coated inserts, while the most satisfactory were verified for the AlCrN coated inserts. In all cases, adhesion was the predominant wear mechanism and similar roughness values were obtained, indicating that the application of coating without titanium can increase tool performance.
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In an attempt to overcome these difficulties, new machining techniques have been developed, such as the use of new lubricants and the pplication of different tool coatings. Within this context, this research proposes a comparative analysis of the performance of uncoated inserts and inserts with three types of coatings (AlTiN/TiSiXN, AlCrN and TiCN), in order to determine the most suitable for the turning process of the Ti-15Mo alloy. For this purpose, cemented tungsten carbide inserts ISO grade S10 were ground in laboratory, commercially coated by physical vapor deposition (PVD) and subjected to life tests, after which the main wear mechanisms were evaluated. In terms of tool wear, the least satisfactory results were found for the AlTiN/TiSiXN coated inserts, while the most satisfactory were verified for the AlCrN coated inserts. In all cases, adhesion was the predominant wear mechanism and similar roughness values were obtained, indicating that the application of coating without titanium can increase tool performance.A baixa densidade e a elevada resistência à corrosão e à fadiga de ligas de titânio favorecem sua utilização nos setores aeroespacial, de implantes médicos e ortodônticos. Porém, sua usinagem é um processo desafiador, devido à sua baixa condutividade térmica, baixo módulo de elasticidade e afinidade química com o material da ferramenta. Altas temperaturas são geradas na região de corte, prejudicando o acabamento da peça e reduzindo a vida útil da ferramenta. Na tentativa de superar essas dificuldades, novas técnicas de usinagem vêm sendo desenvolvidas, como o uso de novos lubrificantes e aplicação de diferentes revestimentos para ferramentas. Neste contexto, a presente pesquisa propõe uma análise comparativa do desempenho de insertos não revestidos e de insertos com três tipos de revestimento (AlTiN/TiSiXN, AlCrN e TiCN), de maneira a se determinar o mais adequado ao processo de torneamento da liga Ti-15Mo. Para isso, insertos de metal duro da classe ISO S10 foram retificados em laboratório, revestidos comercialmente pelo processo de deposição física a vapor (PVD) e submetidos a testes de vida, após os quais os principais mecanismos de desgaste foram avaliados. Em termos de desgaste da ferramenta, os resultados menos satisfatórios foram encontrados para os insertos revestidos com AlTiN/TiSiXN, enquanto os mais satisfatórios foram verificados para os insertos revestidos com AlCrN. Em todos os casos, a adesão foi o mecanismo de desgaste predominante e valores de rugosidade similares foram obtidos, indicando que a aplicação de revestimentos sem titânio pode aumentar o desempenho da ferramenta.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMecUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessUsinagemVida da ferramentaLiga de titânioDesgasteMachiningTitanium alloyWearTool lifeENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAOInvestigação da aplicabilidade de insertos de metal duro revestidos no torneamento da liga Ti-15MoInvestigation of the applicability of coated carbide inserts in Ti-15Mo alloy turninginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertação Finalizada.pdfDissertação Finalizada.pdfapplication/pdf1593907https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/41278fca-bb12-4a8c-acbd-c51f4c99834f/download2bdb008e754698594534cad5f2c1bdbbMD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8905https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/f11c044c-443f-4a9c-9930-b208934f30e6/download57e258e544f104f04afb1d5e5b4e53c0MD52falseAnonymousREADTEXTDissertação Finalizada.pdf.txtDissertação Finalizada.pdf.txtExtracted texttext/plain102500https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/5d836988-60a5-4a92-b0ab-91b1b9e8bc8b/download33a9df64731f074e087bc087b3c6673bMD53falseAnonymousREADTHUMBNAILDissertação Finalizada.pdf.jpgDissertação Finalizada.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3729https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/8e230e79-c070-4282-a010-e71c6ae496b3/download15e10c66950def308870ffdf7d2c8438MD54falseAnonymousREAD20.500.14289/219062025-04-16 00:16:17.644http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/21906https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-04-16T03:16:17Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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