Análise comparativa dos meios lubri-refrigerantes na furação do ferro fundido vermicular com brocas helicoidais de metal duro revestidas com TiAIN

Abstract

O aumento da eficiência térmica, aliado à redução do peso do motor, caracteriza o bloco de motor a diesel, em cuja fabricação é cada vez mais utilizado o ferro fundido vermicular (CGI). O emprego desse material viabiliza a construção de veículos com motores mais eficientes, no sentido de diminuir tanto o consumo de combustível quanto a emissão de poluentes, como monóxido de carbono e hidrocarbonetos, se comparado ao ferro fundido cinzento. Porém, apesar de extremamente vantajoso no que tange à funcionalidade do produto final, o ferro fundido vermicular se apresenta um dos piores materiais para blocos se analisado em termos de usinabilidade. Sendo a furação um dos processos mais utilizados em operação de usinagem, inclusive em usinagem de CGI, neste trabalho é analisado o comportamento de brocas helicoidais mediante emprego de diferentes fluidos de corte. O presente estudo focou o comportamento das brocas helicoidais para três diferentes meios lubri-refrigerantes, com velocidade de corte de 110 m/min sob avanço único. Avaliou-se o desgaste, variações de diâmetro, rugosidades produzidas e erros de forma dos furos obtidos. Também foram realizadas análises por EDS de elementos químicos presentes em regiões distintas da ferramenta, com o intuito de melhor compreender quais os mecanismos de desgaste presentes em cada uma delas. De modo geral, o trabalho visa determinar o fluido de corte mais adequado à usinagem do ferro fundido vermicular com broca helicoidal, observando a relação custo-benefício que resulte de tal procedimento. É possível assim, um aumento na competitividade da indústria na área de fabricação de blocos de motor em ferro fundido vermicular.

The thermal efficiency increase associated to the reduction of the engine weight, characterizes the engine block diesel, in whose manufacture the usage of Compacted Graphite Iron is increasing. The CGI utilization makes possible the construction of vehicles with more efficient engines, in terms of decreasing both fuel consumption and pollutants emission, as carbon monoxide and hydro-carbons, once compared with Gray Cast Iron. However, despite of being extremely advantageous regarding the functionality of its final product, CGI is a difficult material by means of machining to be used in blocks. Considering that drilling is one of the most used machining processes, including CGI machining, helical drills behavior with different cutting fluid utilization will be observed in this study, beholding the fluid influence over the tool wear. This research focused on the behavior of helical drills for three different cutting fluid managed, in what was used the cutting speed of 110 m/min under one feed rate. It was evaluated wear, diameter, roughness and holes form errors for the holes obtained. EDS analysis of chemical elements present on drills different areas were also realized, in order to understand the wearing mechanisms for each tool. The aim of this study in general is determine the most suitable cutting fluid on the Compacted Graphite Iron machining with helical drill, longing also for the cost-benefit relation that such procedure comes to offer to Tupy S.A. It is still intended to continue the studies that Engineers Mocellin (2002) and Andrade (2005) had developed. Their essays are respectively about Condition of the CGI in terms of machining and Behavior of some coats in the income of drills in the machining of that material. Thus, it is possible to increase the industry competitiveness in the area of engine blocks manufacturing with compacted graphite iron.