Pt processos industriais

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Alguns fatores que afetam a usinabilidade das ligas de alumínio, embora ele seja um material que pode ser facilmente usinado, é ter cavaco que sai muito longo, com risco de acidentes e para obter um bom acabamento é sempre um problema.

Entre os fatores que afetam os aços, sem dúvidas o mais predominante é a dureza elevada. Aço com teor de carbono > 0,6% são altamente duros e difíceis de usinar, pois geram altas temperaturas o que diminui muito a vida útil da ferramenta, a qual tem que ser preparada para tal, dependendo da dureza do aço até o diamante industrial é utilizado, por isso a usinagem nos aços quase sempre requer lubrificação e refrigeração constante.

Porém também existe os aços de teor de usinabilidade melhorada (mais fácil de ser usinada), são os aços preparados especialmente para ter uma boa usinabilidade, entre elas estão as preparadas com inclusões não metálicas como o sulfeto de manganês, também temos o tipo com introdução de chumbo que criam uma película envolvente nas micro-inclusões de sulfeto, porém é altamente poluente e prejudicial a saúde.

Os aços inoxidáveis, são ligas ferrosas com inclusão do mínimo de cromo com finalidade de resistir a corrosão, alguns outros elementos também ajudam a elevar a resistência a corrosão como níquel, cobre, alumínio, silício, etc.

Para obter a propriedade que preferir pode-se adicionar elementos que modificam a estrutura do material até obter as características necessárias para o objetivo da usinagem.

Nos ferros fundidos, o teor de carbono é de 2 a 4%, junto com alguns outros elementos, suas propriedades são a alta rigidez, resistência a compressão e relativo baixo ponto de fusão.

Capítulo 10

Fluídos de Corte

Em 1890 F.W. Taylor introduziu o fluido de corte na usinagem dos materiais, inicialmente utilizou agua para resfriar a ferramenta, logo após utilizou agua e sódio ou agua e sabão para evitar a oxidação da peça e/ou ferramenta, porém a água tem duas desvantagens, primeira é que promove a oxidação e a segunda é que tem baixo teor lubrificante.

Durante o corte é desenvolvido uma grande quantidade de calor devido a energia gerada para criação de saída de cavaco, o atrito entre ferramenta-peça e cavaco-ferramenta. Esse calor precisa ser minimizado para evitar desgaste excessivo da ferramenta, dilatação térmica e uma possível fundição por atrito.

A minimização deste calor favorece na melhora do acabamento, na redução de esforços de peça e ferramenta, maiores chances de atingir a exatidão de medidas de tolerância apertada.

Além de lubrificar e refrigerar os fluidos tem outras funções muito importantes como, prevenção contra soldagem de cavaco-ferramenta, retirada de cavaco da região de corte, proteção contra corrosão, redução de dilatação e/ou distorção térmica da peça e evitar danos na peça.

Os requisitos que um fluido de corte tem que possuir para retirar com eficiência o calor da região de corte, da peça e da ferramenta são, baixa viscosidade (para fluir facilmente), capacidade de “molhar” bem o metal para estabelecer um bom contato térmico, alto calor específico e alta condutividade térmica.

Dependendo do material da ferramenta, sendo ela muito resistente ao desgaste, não necessita de fluido de corte para resfria-la, porém ele pode ser usado para evitar dano na peça, um ótimo exemplo é a retificação onde o rebolo não é danificado pelo calor, porém a peça tem que ser protegida pois se deseja ótimo usualidades dimensionais, geométricas e de superfície sem dano térmico a estrutura superficial da peça.

Para o uso do fluído como lubrificante é importante que a velocidade de corte e consequentemente a saída do cavaco seja reduzida afim de conseguir fazer o fluído lubrificante chegar a região de corte por impulsionamento com alta pressão, portanto para que o fluido seja um bom lubrificante precisa possuir as seguintes características: resistir a altas pressões e temperaturas sem evaporar, boas propriedades anti soldagem, viscosidade elevada.

Classificando os fluídos temos alguns tipos:

A ar, que é utilizado para remoção de cavaco da região de corte além de fornecer uma ação refrigerante, é utilizado, por exemplo, em usinagem de ferro fundido cinzento, pois o fluido liquido leva o cavaco em pó para partes de atrito da máquina, além de ser prejudicial a saúde.

Os tipos aquosos disponibilizam de alguns tipos, a água, que foi o primeiro fluido utilizado, refrigerante, baixo custo, baixa viscosidade, porém causa corrosão e não é muito utilizado nas indústrias. Os emulsores de óleo em agua (óleo solúvel), compõe-se de pequena porcentagem de óleo, usualmente composto por emulsificadores de óleo mineral e outros ingredientes, geralmente são especialmente criados conforme a necessidade. Temos também os óleos, que são mais utilizados para altas temperaturas e atritos muito grandes. Quanto menor o nível de viscosidade , maior o índice de refrigeração.

A escolha do fluído de corte ideal depende de alguns fatores como, material da peça e da ferramenta, as condições de usinagem, operações a serem executadas.

Exercícios:

- O que é usinabilidade?

Conjunto de propriedades de usinagem de um material em relação a outro tomado como padrão. Ou seja, um grau de dificuldade de se usinar um determinado material.

- Quais os fatores levados em consideração para uma boa usinabilidade?

Vida da ferramenta, acabamento superficial da peça, esforços, temperaturas de corte, produtividade, características do cavaco, estado metalúrgico da peça, rugosidade, dureza, composição química e os processos executados anteriormente a usinagem.

- Quais ensaios feitos pra obtenção do índice de usinabilizade e quais os critérios utilizados?

Longa duração onde o material ensaiado é tomado como padrão para usinagem, o critério utilizado é o de usinabilidade da vida da ferramenta. E ensaio de curta duração que usa além da vida da ferramenta, a força de usinagem, acabamento superficial e etc. É usado em condições forçadas de usinagem ou materiais de ferramentas pouco resistente ao desgaste, diminuindo o espaço de tempo de usinagem.

- Quais os fatores podem influenciar na usinabilidade? Resuma brevemente.

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