Estudo do comportamento de micro-usinabilidade de materiais processados por extrusão em canal angular (ECAP)
Resumo
Na usinagem, o trabalho necessário ao cisalhamento do cavaco é reduzido em materiais deformados plasticamente devido à queda de ductilidade, mas ao mesmo tempo aumenta devido ao aumento do limite de escoamento. O balanço destas duas tendências, além dos parâmetros de processamento, irá afetar a usinabilidade. Quando se reduz a escala do processo, a ferramenta passa a ter dimensões próximas do tamanho de grão dos materiais de processamento convencional e há elevação da energia específica de corte. Neste caso a microestrutura do material usinado (grau de encruamento, contornos de grão e inclusões) passa a ter maior efeito sobre os parâmetros de corte. Este trabalho analisou a influência da microestrutura sobre a usinabilidade em micro -escala de dois materiais: a liga de alumínio da série AA1050 e o latão C-230 com granulometria grosseira (100 mm) e ultra -fina (< 1 mm). Os materiais de grão ultra -fino foram obtidos por ECAP em uma matriz de ângulo interno de 120o, desenvolvida no DEMa-UFSCar com conformação de até 8 passes para o alumínio e 7 passes para o latão. A microestrutura foi caracterizada por microscopia óptica e o grau de encruamento por medidas de microdureza no microduômetro FM-800 Future-Tech, do DEMa - UFSCar. Foi estudada a influência de profundidade (ap) e de avanço da ferramenta (fz) através de ensaios de microriscamento (ap 1 e 10 mm, fz 1 mm/s e 10 mm/s), realizados no triboindentador TI-950, localizado no PMR - POLI- USP, e de microusinagem (ap 100 e 500 mm. fz 0,5mm/dente e 3 mm/dente), utilizando a turbina BIG Daishowa BBT40-RBX5-4S-151H trabalhando com uma pressão de 0,45 MPa e fresas de topo OSG modelo WXL-3D-DE com diâmetro de corte de 0,5 mm, 2 dentes e comprimento efetivo de corte de até 1,5 mm, instalada no centro de usinagem Romi D 600 localizado no DEMec - UFSCar. A geometria dos sulcos e a rugosidade foram medidas no microscópio confocal Alicona Infinite Focus SL do DEMec- UFSCar. O processo foi sensível à velocidade de avanço e à profundidade de penetração da ferramenta. Os dois materiais apresentaram comportamentos distintos. No alumínio dominou a deformação plástica e portanto o sulcamento foi predominante. No riscamento com profundidades de 0,5 e 1 mm o corte foi favorecido pelo refino microestrutural e aumento do avanço. Na microusinagem o refino microestrutural do alumínio provocou diminuição da rugosidade e do grau de sulcamento. O aumento do avanço também contribuiu para a diminuição da rugosidade Já no latão predominou a ruptura por cisalhamento e houve uma maior sensibilidade ao material e aos parâmetros de corte. No riscamento e na microusinagem o refino microestrutural gerou um aumento do sulcamento, e houve uma transição do comportamento sulcamento - corte com o aumento da velocidade de avanço da ferramenta, assim como da profundidade de penetração.