Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbN

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Santos, Ivair Alves [UNESP]
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/296239
https://lattes.cnpq.br/9197805443277945
Resumo: Superligas são aplicadas na fabricação de peças e equipamentos que exijam resistência à altas temperaturas ou à corrosão para uso em temperaturas superiores a 540°C, podendo ser a base de níquel, ferro-níquel ou cobalto. A superliga VAT32® é amplamente utilizada em setores como as indústrias automotiva, aeronáutica e nuclear, devido às suas elevadas propriedades mecânicas. No entanto, essas mesmas propriedades tornam sua usinagem um desafio. A VAT32® é uma liga de níquel endurecida por precipitação, com elevados teores de Ni, Fe, Cr e C com elevada resistência à abrasão pela presença de partículas duras (carbetos de nióbio e titânio). Quando usinadas produzem alto desgaste das ferramentas devido à presença de carbetos duros em sua microestrutura e por sofrer endurecimento por deformação. Neste sentido, este estudo analisa a influência de dois diferentes revestimentos em ferramentas comerciais de metal duro e dos parâmetros de corte no processo de furação em cheio de uma superliga de Ni (VAT32®), usando broca de insertos intercambiáveis. Os testes foram realizados com ferramentas comerciais revestidas por Ti(C,N)+Al2O3 e por ferramentas revestidas com TiAlN+NbN, utilizando um delineamento de experimentos do tipo Fatorial completo com duas repetições para cada condição totalizando 36 experimentos sendo 2 conjuntos de ferramentas (Ti(C,N)+Al2O3 e TiAlN+NbN), 3 velocidades de corte (20, 40 e 60m/min), 3 avanços (0.04, 0.06 e 0.08mm/rot) e 2 repetições para cada condição. Analisou-se a qualidade dos furos executados por meio dos parâmetros de rugosidade média Rₐ. A eficiência das ferramentas testadas foi verificada analisando os desgastes e avarias. Analisouse ainda a usinabilidade da VAT32® através da potência consumida, vibração e emissão acústica e cavacos gerados durante o processo. A análise dos resultados permite concluir que o recobrimento de TiAlN+NbN proporcionou menores rugosidades, menores desgastes, e um menor consumo de potência em relação ao recobrimento de Ti(C,N)+Al2O3. Maiores velocidades de corte e maiores avanços proporcionaram maiores vibrações e maior consumo de potência.
id UNSP_42f544d28cdd8bbcfb6fec0e3842332e
oai_identifier_str oai:repositorio.unesp.br:11449/296239
network_acronym_str UNSP
network_name_str Repositório Institucional da UNESP
repository_id_str
spelling Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbNAnalysis of the VAT32® drilling process using inserts coated with Ti(C,N)+Al2O3 AND (Ti,Al)N+ NbNRugosidaderevestimentossuperligapotência de cortedesgasteLigas resistentes ao calorAspereza de superfícieUsinagemSuperligas são aplicadas na fabricação de peças e equipamentos que exijam resistência à altas temperaturas ou à corrosão para uso em temperaturas superiores a 540°C, podendo ser a base de níquel, ferro-níquel ou cobalto. A superliga VAT32® é amplamente utilizada em setores como as indústrias automotiva, aeronáutica e nuclear, devido às suas elevadas propriedades mecânicas. No entanto, essas mesmas propriedades tornam sua usinagem um desafio. A VAT32® é uma liga de níquel endurecida por precipitação, com elevados teores de Ni, Fe, Cr e C com elevada resistência à abrasão pela presença de partículas duras (carbetos de nióbio e titânio). Quando usinadas produzem alto desgaste das ferramentas devido à presença de carbetos duros em sua microestrutura e por sofrer endurecimento por deformação. Neste sentido, este estudo analisa a influência de dois diferentes revestimentos em ferramentas comerciais de metal duro e dos parâmetros de corte no processo de furação em cheio de uma superliga de Ni (VAT32®), usando broca de insertos intercambiáveis. Os testes foram realizados com ferramentas comerciais revestidas por Ti(C,N)+Al2O3 e por ferramentas revestidas com TiAlN+NbN, utilizando um delineamento de experimentos do tipo Fatorial completo com duas repetições para cada condição totalizando 36 experimentos sendo 2 conjuntos de ferramentas (Ti(C,N)+Al2O3 e TiAlN+NbN), 3 velocidades de corte (20, 40 e 60m/min), 3 avanços (0.04, 0.06 e 0.08mm/rot) e 2 repetições para cada condição. Analisou-se a qualidade dos furos executados por meio dos parâmetros de rugosidade média Rₐ. A eficiência das ferramentas testadas foi verificada analisando os desgastes e avarias. Analisouse ainda a usinabilidade da VAT32® através da potência consumida, vibração e emissão acústica e cavacos gerados durante o processo. A análise dos resultados permite concluir que o recobrimento de TiAlN+NbN proporcionou menores rugosidades, menores desgastes, e um menor consumo de potência em relação ao recobrimento de Ti(C,N)+Al2O3. Maiores velocidades de corte e maiores avanços proporcionaram maiores vibrações e maior consumo de potência.Superalloys are used in the manufacturing of components and equipment requiring resistance to high temperatures and/or corrosion for applications at temperatures above 540°C. These alloys can be based on nickel, iron-nickel, or cobalt. The VAT32® superalloy is widely used in sectors such as the automotive, aerospace, and nuclear industries due to its high mechanical properties. However, these same properties make its machining a challenge. VAT32® is a precipitation-hardened nickel alloy with high levels of Ni, Fe, Cr, and C, offering high abrasion resistance due to the presence of hard particles (niobium and titanium carbides). When machined, it causes significant tool wear due to the hard carbides in its microstructure and its tendency to undergo strain hardening. This study analyzes the influence of two different coatings on commercial carbide tools and the cutting parameters during the drilling process of a Ni superalloy (VAT32®) using indexable insert drills. Tests were conducted with commercial tools coated with Ti(C,N)+Al₂O₃ and tools coated with TiAlN+NbN, employing a full factorial experimental design with two repetitions for each condition, totaling 36 experiments. The experimental setup included two sets of tools (Ti(C,N)+Al₂O₃ and TiAlN+NbN), three cutting speeds (20, 40, and 60 m/min), three feed rates (0.04, 0.06, and 0.08 mm/rev), and two repetitions per condition. The quality of the drilled holes was evaluated through average roughness (Ra) parameters. The efficiency of the tested tools was assessed by analyzing wear and damage. Additionally, the machinability of VAT32® was evaluated through power consumption, vibration, acoustic emission, and chip formation during the process. The results indicate that the TiAlN+NbN coating provided lower roughness, less wear, and reduced power consumption compared to the Ti(C,N)+Al₂O₃ coating. Higher cutting speeds and feed rates resulted in increased vibrations and power consumption.Universidade Estadual Paulista (Unesp)Alves, Manoel Cléber de Sampaio [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Santos, Ivair Alves [UNESP]2025-04-08T21:39:36Z2025-02-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSANTOS, Ivair Alves dos. Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbN. Orientador: Manoel Cléber de Sampaio Alve. 2024. 141f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2025.https://hdl.handle.net/11449/29623933004080027P6https://lattes.cnpq.br/9197805443277945porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESP2025-11-12T05:01:40Zoai:repositorio.unesp.br:11449/296239Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestrepositoriounesp@unesp.bropendoar:29462025-11-12T05:01:40Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbN
Analysis of the VAT32® drilling process using inserts coated with Ti(C,N)+Al2O3 AND (Ti,Al)N+ NbN
title Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbN
spellingShingle Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbN
Santos, Ivair Alves [UNESP]
Rugosidade
revestimentos
superliga
potência de corte
desgaste
Ligas resistentes ao calor
Aspereza de superfície
Usinagem
title_short Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbN
title_full Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbN
title_fullStr Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbN
title_full_unstemmed Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbN
title_sort Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbN
author Santos, Ivair Alves [UNESP]
author_facet Santos, Ivair Alves [UNESP]
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Alves, Manoel Cléber de Sampaio [UNESP]
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.contributor.author.fl_str_mv Santos, Ivair Alves [UNESP]
dc.subject.por.fl_str_mv Rugosidade
revestimentos
superliga
potência de corte
desgaste
Ligas resistentes ao calor
Aspereza de superfície
Usinagem
topic Rugosidade
revestimentos
superliga
potência de corte
desgaste
Ligas resistentes ao calor
Aspereza de superfície
Usinagem
description Superligas são aplicadas na fabricação de peças e equipamentos que exijam resistência à altas temperaturas ou à corrosão para uso em temperaturas superiores a 540°C, podendo ser a base de níquel, ferro-níquel ou cobalto. A superliga VAT32® é amplamente utilizada em setores como as indústrias automotiva, aeronáutica e nuclear, devido às suas elevadas propriedades mecânicas. No entanto, essas mesmas propriedades tornam sua usinagem um desafio. A VAT32® é uma liga de níquel endurecida por precipitação, com elevados teores de Ni, Fe, Cr e C com elevada resistência à abrasão pela presença de partículas duras (carbetos de nióbio e titânio). Quando usinadas produzem alto desgaste das ferramentas devido à presença de carbetos duros em sua microestrutura e por sofrer endurecimento por deformação. Neste sentido, este estudo analisa a influência de dois diferentes revestimentos em ferramentas comerciais de metal duro e dos parâmetros de corte no processo de furação em cheio de uma superliga de Ni (VAT32®), usando broca de insertos intercambiáveis. Os testes foram realizados com ferramentas comerciais revestidas por Ti(C,N)+Al2O3 e por ferramentas revestidas com TiAlN+NbN, utilizando um delineamento de experimentos do tipo Fatorial completo com duas repetições para cada condição totalizando 36 experimentos sendo 2 conjuntos de ferramentas (Ti(C,N)+Al2O3 e TiAlN+NbN), 3 velocidades de corte (20, 40 e 60m/min), 3 avanços (0.04, 0.06 e 0.08mm/rot) e 2 repetições para cada condição. Analisou-se a qualidade dos furos executados por meio dos parâmetros de rugosidade média Rₐ. A eficiência das ferramentas testadas foi verificada analisando os desgastes e avarias. Analisouse ainda a usinabilidade da VAT32® através da potência consumida, vibração e emissão acústica e cavacos gerados durante o processo. A análise dos resultados permite concluir que o recobrimento de TiAlN+NbN proporcionou menores rugosidades, menores desgastes, e um menor consumo de potência em relação ao recobrimento de Ti(C,N)+Al2O3. Maiores velocidades de corte e maiores avanços proporcionaram maiores vibrações e maior consumo de potência.
publishDate 2025
dc.date.none.fl_str_mv 2025-04-08T21:39:36Z
2025-02-05
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SANTOS, Ivair Alves dos. Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbN. Orientador: Manoel Cléber de Sampaio Alve. 2024. 141f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2025.
https://hdl.handle.net/11449/296239
33004080027P6
https://lattes.cnpq.br/9197805443277945
identifier_str_mv SANTOS, Ivair Alves dos. Análise do processo de furação da VAT32® utilizando insertos recobertos por Ti(C,N)+ AI2O3 e (Ti,Al)N+NbN. Orientador: Manoel Cléber de Sampaio Alve. 2024. 141f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2025.
33004080027P6
url https://hdl.handle.net/11449/296239
https://lattes.cnpq.br/9197805443277945
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UNESP
instname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
instname_str Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron_str UNESP
institution UNESP
reponame_str Repositório Institucional da UNESP
collection Repositório Institucional da UNESP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)
repository.mail.fl_str_mv repositoriounesp@unesp.br
_version_ 1854955034127630336