| Resumen: | As parametrizações para os processos de usinagem são muito estudadas e difundidas. Pesquisas buscam relacionar as forças de usinagem, desgaste dos insertos e eficiência de fluidos refrigerantes com parâmetros do processo, tais como velocidade, profundidade de corte e avanço, e características metalúrgicas do material, como microestrutura e dureza. O objetivo do presente trabalho é determinar a melhor condição de resfriamento após processo de forjamento a quente do aço DIN 38MnSV6 para aumento da vida útil de insertos no processo de usinagem posterior à conformação mecânica. Para tanto, amostras com diâmetro de 36,51 mm e comprimento de 160 mm foram extraídas de barras cilíndricas laminadas à quente, aquecidas em forno resistivo a temperatura de 1220 oC, mantidas por 28 min até completa homogeneização térmica, e conformadas por compressão em máquina de ensaios universal com taxas de compressão de 4,7 %/min (velocidade de conformação de 7,5 mm/s), visando simular as condições reais do processo industrial. Variações nas taxas de resfriamento de 0,8°C/s, 1,0°C/s, 1,8°C/s e 2,9°C/s após conformação mecânica foram investigadas. Após a etapa de conformação, as amostras foram usinadas seguindo os parâmetros de 0,2 mm/rev como avanço de torneamento, 130 m/min de velocidade de corte e 0,5 mm de profundidade de corte. Correlações entre o nível de desgaste VB com as taxas de resfriamento empregadas nas amostras foram realizadas. Visando compreender o(s) mecanismo(s) de desgaste, após a usinagem as amostras tiveram sua microestrutura, tamanho de grão e fibragem investigadas, bem como foram analisadas as características como dureza, rugosidade superficial e as resistências à tração e deformação dos corpos de prova.Os resultados mostraram que o limite de resistência à tração e a deformação são propriedades mecânicas que podem servir como possível explicações do elevado desgaste dos insertos e podem ser previstos via controle de processo por resfriamento controlado, sendo parâmetros mais confiáveis do que apenas o controle de dureza. Contudo entende-se que tais análises não podem ser replicadas em peças na indústria, de modo que tais propriedades só podem ser obtidas mediante ensaios destrutivos, desta forma, este trabalho busca auxiliar a indústria a criar sua metodologia para controle de processo, de forma que peças com geometrias distintas podem possuir diferentes comportamentos frente às taxas de resfriamento, devido à variações de seção ou variações dimensionais.
Machining process parametrizations are widely studied and widespread. Research pursue to establish correlation between machining forces, tool wear, and cutting cooling fluid efficiency with operational parameters such as feed rate, depth of cut, and cutting speed, as well as with metallurgical characteristics of the material such as microstructure and hardness. This works aims to determine the best cooling condition after the hot forging process of DIN 38MnSV6 microalloyed steel to improve tool life during machining. Samples with 36,51 mm diameter and 160 mm length were extracted from hot-rolled cylindrical bars, heated in a resistive furnace at 1.220 °C, held for 28 minutes until complete thermal homogenization, and hot-forged in an universal test machine with compression rate of 4,7 %/min (conforming speed of 7.5 mm/s), to simulate industrial conditions. Different cooling rates of 0.8 °C/s, 1.0 °C/s, 1.8 °C/s and 2.9 °C/s after hot forging were investigated. After forging process, samples were machined with the following parameters: 0,2 mm/rev feed rate, 130 m/min cutting speed and 0,5 mm depth rate. Correlations between the wear level VB with cooling rates applied in the samples will be attained. To understand wear mechanism(s), microstructure, grain size, and fiber orientation of the samples after machining were analyzed, as well as features such as hardness, superficial roughness tensile testing responses after machining. The results showed that rupture limit tensile and deformation are explanation of high tool wear and they are predicted through cooling control, and they are better parameters than only hardness control.This research aims to help industry to understand the effects of cooling control after forging process, but it is known that industrial parts have any shapes and sections, so it is important that industry made each correlation between results of this research and how and when is applicable to its own parts. |
