Análise comparativa do fresamento frontal de acabamento em aços inoxidáveis duplex DX 2205 e LDX 2101

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Garcia, Rafael Farias
• Orientador(a): Souza, André João de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Fresamento; Usinagem; Aço inoxidável duplex; Rugosidade de superfície
• Palavras-chave em Inglês: Face milling of duplex stainless steels; Machining forces; Surface roughness; Chip formed; Box-Behnken Design
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/194547

Os aços inoxidáveis duplex (DSS) vêm sendo amplamente utilizados na fabricação de componentes usinados, que são aplicados na indústria petroquímica, celulose, petróleo e gás. As forças de usinagem, a rugosidade e a morfologia dos cavacos estão intimamente relacionadas com o acabamento de uma superfície, sendo variáveis de resposta que refletem a qualidade e a robustez da usinagem. O processo de fresamento possui particularidades que, associadas às características do material, afetam a qualidade da superfície usinada. Os cavacos gerados no corte de DSS sofrem endurecimento por deformação que, em conjunto com a ductilidade do material, podem auxiliar na investigação da usinabilidade deste. Ademais, a rugosidade é um fator crítico para materiais expostos a ambientes corrosivos. Desta forma, o presente estudo faz uma comparação das variáveis de resposta (força, rugosidade e cavaco) geradas pelo fresamento frontal a seco nos aços Outokumpu Forta DX 2205 e LDX 2101. Para tanto, os parâmetros de corte (velocidade de corte “vc”, avanço por dente “fz” e profundidade de corte axial “ap”) foram combinados, aleatorizados e otimizados pelo projeto de experimentos Box-Behnken. Como resultado, os menores valores de força de usinagem foram obtidos na combinação vc = 95 m/min, fz = 0,05 mm/dente e ap = 0,2 mm (51  26 N para DX 2205 e 45  20 N para LDX 2101). Os valores da força de usinagem foram superiores na usinagem do DX 2205 em função dos maiores teores de cromo, níquel e molibdênio, que aumentam a resistência ao cisalhamento deste material. Já os da parcela dinâmica sempre foram menores que os da estática para ambos DSS, apresentando estabilidade do sistema. Com relação aos parâmetros de rugosidade, os valores obtidos no fresamento do DX 2205 (Ra = 0,22 μm e Rz = 1,60 μm) e do LDX 2101 (Ra = 0,15 μm e Rz = 1,36 μm) utilizando a combinação otimizada (vc = 80m/min, fz=0,05 mm/dente e ap=0,6 mm) foram os menores dentre todos os valores obtidos, comprovando a eficiência e a robustez do método proposto. Constatou-se ainda que para ambos DSS as condições que geraram baixa rugosidade provocaram um aumento de aproximadamente 13% nos valores de microdureza dos cavacos em relação às das chapas não usinadas. Esta análise confirma que o processo de fresamento influencia no grau de encruamento do cavaco.