Análise da relação dos parâmetros de corte com a qualidade superficial e desgaste da ferramenta de metal duro com tripla camada de revestimento no torneamento a seco do aço SAE 4140

Abstract

O presente trabalho visa encontrar as melhores condições de torneamento cilíndrico externo a seco para um aço SAE 4140 recozido, utilizando-se pastilhas de metal duro sinuosas com revestimento triplo. Foram realizados ensaios de usinagem em um torno mecânico universal, aplicando-se velocidades de 160m/min e 250m/min, avanços de corte de 0,100mm/rev e 0,316mm/rev para cada velocidade e profundidade de 1mm. A definição dos parâmetros se baseou nos diferentes mecanismos de desgaste que operam principalmente após o desgaste de flanco superior a 0,3mm. O desgaste da ferramenta foi avaliado através de um microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura (MEV) e a rugosidade dos corpos de prova medida com o auxílio de um rugosímetro. Foi possível constatar que os mecanismos de desgaste de adesão, abrasão e lascamento da superfície de flanco foram predominantes e que o desgaste que mais se destacou foi o da superfície de flanco secundária. Em relação a influência dos parâmetros de corte, a combinação da velocidade de corte a 160m/min e avanço, 0,100mm/rev gerou o menor desgaste de largura de flanco, 0,237 mm, enquanto o aumento da velocidade para 250m/min com mesmo avanço garantiu a menor rugosidade, 0,81 μm. O ensaio usando os parâmetros mais elevados levou a quebra da ferramenta em 1 minuto e 30 segundos.

The present work aims to find the best conditions for dry cylindrical external turning for an annealed SAE 4140 steel, using sinuous carbide inserts with triple coating. Machining tests were performed on a universal lathe, applying speeds of 160m / min and 250m / min, cutting feeds of 0.100mm / rev and 0.316mm / rev for each speed and depth of 1mm. The definition of parameters was based on the different wear mechanisms that operate mainly after flank wear greater than 0.3mm. Tool wear was assessed using an optical microscope and scanning electron microscope (SEM) and the roughness of the specimens was measured using a rugosimeter. It was possible to verify that the mechanisms of adhesion wear, abrasion and chipping of the flank surface were predominant and that the wear that stood out the most was that of the secondary flank surface. Regarding the influence of cutting parameters, the combination of cutting speed at 160m / min and feed, 0.100mm / rev generated the least flank width wear, 0.237mm, while increasing the speed to 250m / min with the same feed guaranteed the lowest roughness, 0.81 μm. The test using the highest parameters took the tool to break in 1 minute and 30 seconds.