Tcc engenharia mecanica 2011

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UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS
UNIDADE ACADÊMICA DE GRADUAÇÃO
CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA MECÂNICA


ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DE NITRETO DE BORO HEXAGONAL
NA USINABILIDADE DE LIGA DE AÇO RÁPIDO SINTERIZADO


2011

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ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DE NITRETO DE BORO HEXAGONAL
NA USINABILIDADE DE LIGA DE AÇO RÁPIDO SINTERIZADO

Trabalho de conclusão decurso apresentado
como requisito parcial para a obtenção do
titulo de Engenheiro Mecânico, pelo curso de
Engenharia Mecânica da Universidade do
Vale do Rio dos Sinos – UNISINOS.

Orientador: Prof.

SÃO LEOPOLDO
2011

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RESUMO

Este trabalho de conclusão de curso tem por objetivo analisar a influência da adição
de Nitreto de Boro em forma Hexagonal (HBN) em uma liga deAço Rápido
Sinterizado de uma guia de válvula para motores de combustão interna. Adicionouse à liga original HBN na mistura do pó de sinterização em percentuais de 0,05,
0,10, 0,15 e 0,20%. Os resultados que serviram como base de dados foram obtidos
através de ensaios de torneamento em máquina CNC. Utilizou-se como ferramenta
de corte em todos os ensaios insertos com geometria VBMT 160404-F1,classe
CP500, em suporte SVJBL 2020K16. Cada composição foi separada em três lotes
diferentes e utilizada em cada lote ensaiado pontas de ferramenta diferentes.
Verificou-se alteração na microestrutura das amostras, porém as diferenças não
podem ser notadas com muita facilidade pelas imagens geradas em micrografia.
Observou-se através de ensaios de dureza que a adição do HBN tende a diminuir adureza do material. Analisaram-se os dados de três formas: medição das
componentes de força de usinagem (força de corte [Fc], força de avanço [Ff] e força
passiva [Fp]), medição do desgaste de ferramenta e medição da rugosidade da
superfície usinada. Através dos dados das componentes de força de Usinagem [Fu]
verificou-se que a liga com HBN com percentual de 0,20% apresentou melhoresresultados. Com relação ao desgaste de ferramenta a liga original apresentou
melhores resultados quando comparada com as outras ligas. Já entre as ligas
modificadas a que apresentou melhores resultados foi a liga 0,20%HBN, com
valores bem próximos aos da liga original. A rugosidade Ra medida nos ensaios
mostra que a liga original apresentou os melhores resultados. Com base nos dados
obtidossugere-se um ensaio mais aprofundado entre as ligas original e 0,20%, além
da realização de testes nos motores para verificar a influência da redução de dureza
na resistência ao desgaste da guia de válvula e na vida da válvula.

Palavras chave: Nitreto de Boro Hexagonal, usinagem de aço rápido
sinterizado, força de usinagem e desgaste de ferramenta.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 -Comparação do uso de matéria prima e energia entre processos concorrentes.. 16
Figura 2 - Peças sinterizadas ................................................................................................ 17
Figura 3 - Esquema de alimentação de pó na matriz. ........................................................... 18
Figura 4 - Representação esquemática das etapas do processo de MP.............................. 19
Figura 5 - Densificação.......................................................................................................... 20
Figura 6 - Distribuição da produção de peças por MP no mercado mundial......................... 21
Figura 7 - Processos de fabricação. ...................................................................................... 22
Figura 8 -Processos usuais de torneamento. ....................................................................... 23
Figura 9 - Parâmetros de corte e superfícies na peça........................................................... 25
Figura 10 - Geometria da ferramenta de corte. ..................................................................... 25
Figura 11 - Relações de entrada e saída no torneamento....
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