Influência do gás argônio na vida da ferramenta de metal-duro durante o torneamento da superliga VRC625

Abstract

Superligas à base de níquel possuem elevada resistência mecânica, aliada a uma baixa condutividade térmica. São recomendadas para aplicações em ambientes corrosivos e altas temperaturas como em componentes mecânicos para indústria aeroespacial, química e petrolífera. Entretanto, apresentam baixa usinabilidade. Por isso, a elevada taxa do desgaste da ferramenta de corte e a busca por novas técnicas lubrirrefrigerantes ambientalmente corretas, que minimizem os efeitos das altas temperaturas nas interfaces cavaco-ferramenta e ferramenta-peça, são um dos principais desafios dos pesquisadores durante a usinagem desses materiais. Nesse contexto, realizaram-se ensaios de vida da ferramenta de metal-duro classe S com revestimento PVD utilizando gás argônio durante o torneamento da superliga VRC625 em comparação ao corte a seco. Em ambos os casos (a seco e com gás argônio) foram analisadas as falhas (desgastes e avarias) das ferramentas, as magnitudes das componentes ortogonais da força de usinagem (passiva, corte e avanço), as rugosidades das superfícies usinadas (perfis e parâmetros) e as geometrias dos cavacos gerados. Os resultados apresentaram aspectos favoráveis à utilização do gás argônio, pois promoveu um aumento de 10% na vida útil da ferramenta e redução de 47% no desgaste de entalhe. A utilização do gás argônio proporcionou pequena redução na rugosidade das superfícies usinadas (cerca de 5%) e alteração na geometria do cavaco durante a vida da ferramenta. Porém, não foram observadas mudanças significativas nas amplitudes das forças de usinagem e nas geometrias dos cavacos formados.

Nickel-based superalloys have high mechanical strength allied with low thermal conductivity. They are recommended for applications in corrosive and high temperatures environments as in mechanical components for the aerospace, chemical and oil industries. However, they have low machinability. Therefore, the high wear rate of the cutting tool and the search for new environmentally correct cooling lubricant techniques, which minimize the effects of high temperatures on the chip-tool and part-tool interfaces, are one of the main challenges faced by researchers during the machining of these materials. Thus, life tests of the ISO-S grade PVD-coated carbide tool using argon gas were performed during turning of the VRC625 superalloy in comparison to dry cutting. In both cases (dry and with argon gas) the tool failures, the magnitudes of the orthogonal components of the machining force (passive force, main cutting force and feed force), the machined surface roughness (profiles and parameters) and the formed chip geometries were analyzed. The results presented favorable aspects to the use of argon gas, as it promoted a 10% increase in tool life and a 47% reduction in notch wear. The use of argon gas provided a small reduction in the machined surfaces roughness (about 5%) and change in the chip geometry during the tool life. However, no significant changes were observed in the amplitudes of the machining forces and the geometries of the formed chips.