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Title: Efeitos tribológicos da superfície de ferramentas para estampagem de chapas de magnésio AZ31B
Authors: Coelho, Rodrigo Santiago
Silva, Bruno Caetano dos Santos
Yurgel, Charles Chemale
Andrade, Leone Peter da Silva Correia
Nunes, Jacson Machado
Keywords: Conformação de chapas
Superfície de ferramentas
Magnésio AZ31B
Propriedades mecânicas
Textura cristalográfica
Issue Date: 11-Dec-2017
Publisher: Centro Universitário SENAI CIMATEC
Citation: SILVA, Bruno Caetano dos Santos; COELHO, Rodrigo Santiago (Orientador). Efeitos tribológicos da superfície de ferramentas para estampagem de chapas de magnésio AZ31B. Salvador, 2017. 120 f. Dissertação (Mestrado em Gestão e Tecnologia Industrial - GETEC) - SENAI CIMATEC, Salvador, 2017.
Abstract: O atendimento a requisitos de redução de peso é uma das grandes metas de muitos setores industriais. Este é o caso da indústria automotiva, que busca incessantemente a redução de peso dos veículos produzidos, tendo como fator impulsionador o atendimento a regulamentações governamentais que limitam as emissões de gases estufa. Estudos mostram que a redução no peso dos automóveis implica em um menor consumo de combustível, o que acarreta diretamente em menor emissão de gases estufa, como o dióxido de carbono (CO2). Nesse contexto, as ligas de magnésio têm se mostrado um material com grande potencial para redução de peso, devido à sua baixa densidade. As carrocerias automotivas oferecem muitas possibilidades para aplicação de componentes de chapas de magnésio, visto que são completamente constituídas por componentes estampados. Entretanto, a conformação de chapas de ligas de magnésio é comprometida pela reduzida conformabilidade desse material à temperatura ambiente e por limitações quanto ao uso de lubrificantes. Nesse sentido, com o objetivo de reduzir os níveis de atrito no processo e obter condições mais favoráveis para a conformação, foram realizadas investigações tribológicas entre nove ferramentas de testes com diferentes estruturas superficiais em contato com chapas de liga de magnésio AZ31B de 2 mm de espessura. As ferramentas de testes foram projetadas variando-se parâmetros como geometria e dimensões das estruturas superficiais e foram produzidas posteriormente por técnicas de estruturação a laser. Os testes de atrito foram executados utilizando um equipamento de dobramento sob tensão de tiras e a análise dos resultados foi realizada considerando o valor médio do coeficiente de atrito entre as tiras ensaiadas em cada ferramenta e o desvio padrão associado. A força resultante em cada ferramenta e a força de dobramento foram analisadas e mostradas graficamente, juntamente com a força de atrito calculada. A caracterização complementar do material como recebido e ensaiado foi realizada através das seguintes técnicas: microscopia óptica, para avaliação da microestrutura do material e da formação de maclas devido às deformações introduzidas pelo processo; difração de raios-X, com o objetivo de analisar variações na textura cristalográfica do material e os mecanismos de deformação envolvidos; ensaios de microdureza, a fim de mapear o gradiente de dureza do material ao longo da seção transversal. A avaliação da rugosidade superficial da ferramenta padrão antes e após os ensaios foi realizada utilizando perfilômetro mecânico. Os resultados dos ensaios de atrito indicam que as ferramentas com estrutura superficial apresentam potencial para otimização das condições atrito na conformação de chapas de magnésio, visto que uma redução de aproximadamente 8,9% no coeficiente de atrito foi alcançada. Os eventos de alto e baixo atrito visualizados nas curvas de força de atrito plotadas indicam associação direta com a adesão de material da tira ocorrida em todas as ferramentas, o que também está condizente com o aumento da rugosidade superficial na ferramenta após ensaio. As análises com microscópio óptico revelaram uma microestrutura da chapa ensaiada muito similar à do material como recebido, exceto pela presença de um maior volume de maclas na região da chapa que esteve em contato com a superfície da ferramenta. A análise de textura cristalográfica revelou o mesmo comportamento para todas as tiras ensaiadas. A medição de dureza mostrou um leve aumento da dureza das amostras conformadas, em relação ao material como recebido. Por fim, o estudo da viabilidade econômica da utilização de ferramentas com estrutura superficial e da consequente ampliação do uso das ligas de magnésio foi realizado e o resultado se mostrou favorável à utilização dessa tecnologia, principalmente devido ao menor consumo energético no processo e aos ganhos econômicos associados à redução do consumo de combustível e das emissões de gases estufa.
URI: http://repositoriosenaiba.fieb.org.br/handle/fieb/876
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado (PPG GETEC)

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