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Reports in the literature show that severe plastic deformation can improve mechanical strength, ductility, and corrosion resistance of pure magnesium, which suggests good performance for biodegradable applications. However, the reported... more
Reports in the literature show that severe plastic deformation can improve mechanical strength, ductility, and corrosion resistance of pure magnesium, which suggests good performance for biodegradable applications. However, the reported results were based on testing of small samples on limited directions. The present study reports compression testing of larger samples, at different directions, in pure magnesium processed by hot rolling, equal channel angular pressing (ECAP), and high pressure torsion (HPT). The results show that severe plastic deformation through ECAP and HPT reduces anisotropy and increases strength and strain rate sensitivity. Also, scaffolds were fabricated from the material with different processing histories and immersed in Hank’s solution for up to 14 days. The as-cast material displays higher corrosion rate and localized corrosion and it is reported that severe plastic deformation induces uniform corrosion and reduces the corrosion rate.
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RESUMO A otimização dos parâmetros de corte na usinagem de metais tem sido uma grande preocupação na manufatura de peças de diversos setores. Reduzir o desgaste da ferramenta e melhorar a qualidade da superfície usinada são algumas das... more
RESUMO A otimização dos parâmetros de corte na usinagem de metais tem sido uma grande preocupação na manufatura de peças de diversos setores. Reduzir o desgaste da ferramenta e melhorar a qualidade da superfície usinada são algumas das metas do processo de corte. Nesse sentido, a temperatura de corte tem se mostrado o parâmetro mais adequado para correlacionar o desgaste da ferramenta, integridade da superfície e também força de corte. Desse modo, o objetivo geral desta pesquisa foi validar a existência de uma temperatura ótima de corte onde a mínima taxa de desgaste, mínima força de corte e mais alta qualidade da superfície usinada podiam ser alcançadas. Para tanto, foram utilizados os métodos de menor força de corte estabilizada e melhor qualidade da superfície usinada no torneamento a seco do aço ABNT 1045 recozido utilizando insertos de metal duro com revestimento PVD - (Al, Ti)N variando-se os parâmetros de corte: avanço e velocidade de corte. Em um segundo momento, para confer...
RESUMO Dentre os diversos processos de fabricação destaca-se a usinagem. Dentre suas operações tem-se a de fresamento que, confere características à superfície gerada que influem no desempenho do componente ou peça em trabalho. Uma destas... more
RESUMO Dentre os diversos processos de fabricação destaca-se a usinagem. Dentre suas operações tem-se a de fresamento que, confere características à superfície gerada que influem no desempenho do componente ou peça em trabalho. Uma destas características é a tensão residual induzida pelo processo. Dependendo de seu caráter, trativo ou compressivo, intensidade e profundidade afetada, pode ser benéfica ou deletéria. Neste trabalho foi investigado o efeito dos parâmetros, velocidade de corte, ângulo de posição da fresa e condição do material, aço ABNT 4340, obtida pelos tratamentos térmicos de recozimento e normalização, sobre a tensão residual induzida na superfície. Para isto, foi realizado um planejamento fatorial 2x3x2 com três réplicas. As tensões residuais foram medidas pelo método do furo central. Os resultados obtidos foram organizados e analisados sob os aspectos qualitativo, perfil ao longo da profundidade, e quantitativo. Os resultados indicaram que o aumento da velocidade d...
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RESUMO O Babbitt, também conhecido como metal patente ou metal branco é uma liga macia muito utilizada em mancais de deslizamento que trabalham em contato com aço, e tem como elementos de base estanho ou chumbo, além de compostos... more
RESUMO O Babbitt, também conhecido como metal patente ou metal branco é uma liga macia muito utilizada em mancais de deslizamento que trabalham em contato com aço, e tem como elementos de base estanho ou chumbo, além de compostos intermetálicos formados geralmente por antimônio e cobre. O presente trabalho buscou avaliar a influência dos parâmetros rugosidade e espessura do revestimento no comportamento tribológico da liga quando em contato com o aço ABNT 1045. Foram realizados ensaios tribológicos de pino sobre disco, utilizando pinos de aço ABNT 1045 e corpos de prova de aço revestidos com Babbitt simulando o contato de um eixo sobre um mancal revestido com Babbitt. A rugosidade e a espessura do revestimento foram variadas em três níveis, com o intuito de observar o comportamento em relação ao atrito e ao desgaste com a modificação destas variáveis. Nos ensaios que utilizaram corpos de prova com as menores rugosidades dentro da faixa analisada, ocorreu um aumento de 0,05 ± 0,02 pa...
Abstract The performance of metal cutting tools is drastically affected by the presence of hard coatings, which promote higher productivity and superior quality to the machined components. Nevertheless, the conventional properties are not... more
Abstract The performance of metal cutting tools is drastically affected by the presence of hard coatings, which promote higher productivity and superior quality to the machined components. Nevertheless, the conventional properties are not capable to fully predict the behavior of the tool during the operation. The surface energy of solids is a characteristic which affects the contact interactions in sliding, i.e., adsorption, wetting and adhesion. However, one of the reasons why surface energy is often neglected in tribological studies is the lack of understanding concerned with the correlation between them, mainly for friction without lubricant. This work investigates the applicability of the surface energy as a property which can be associated with the performance of AlCrN and TiAlN coated materials.
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The present study proposes a novel coating applied on high-speed steel (HSS) drills, thinner and less expensive than the commercial ones. This new coating consists in a silicon dioxide (SiO2) deposited by sol-gel process, and its... more
The present study proposes a novel coating applied on high-speed steel (HSS) drills, thinner and less expensive than the commercial ones. This new coating consists in a silicon dioxide (SiO2) deposited by sol-gel process, and its performance was studied by means of drilling tests in nodular cast iron. For comparison purposes, two other cutting tools were also evaluated: uncoated and TiN-coated by physical vapor deposition process. Four outputs were investigated: thrust force, hole average surface roughness, hole average diameter (DA), and tool wear (VBBmax). Analysis of variance (ANOVA) was applied to determine the influences of the coatings and drilling parameters on the cutting performances. The results indicated that the SiO2 coating achieved performances significantly superior to the uncoated tools. They also behaved close to the commercial TiN coating in some aspects. Scanning electron microscopy (SEM) analysis showed predominant flank wear in all the uncoated and coated tools. The “number of holes/maximum flank wear (VBBmax)” ratios were calculated, indicating a performance 315% better for the SiO2-coated tool when compared to the uncoated one. Therefore, the deposition of SiO2 by sol-gel method is a promising technique to coat rapidly and efficiently cutting tools, including for tools of complex geometries such as drills.
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In order to obtain better cutting tool performance, the coatings appear as an alternative in the machining process. The goal of the coating is to improve tribological conditions in the chip-tool and tool-workpiece interfaces. On the other... more
In order to obtain better cutting tool performance, the coatings appear as an alternative in the machining process. The goal of the coating is to improve tribological conditions in the chip-tool and tool-workpiece interfaces. On the other hand, the use of coated tools decreases the wear of the tools. This study discusses the ceramic coatings characterization deposited in WC tools. The Al2O3 and TiO2 films present properties such as thermal stability, chemical inertia, high hardness, and good mechanical properties. These coatings were prepared by sol-gel technology. The results indicated that the multilayer coating presents better adhesion on the substrate. Moreover, lower coefficients of friction were found for the coated tools. The analysis of variance (ANOVA) was used to evaluate the influence of the cutting parameters and tool coating on the cutting force. The lower cutting force was obtained using the multilayer-coated tool. Thus, the sol-gel method appears as a novel technique ...
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RESUMO O conhecimento acerca das propriedades mecânicas dos materiais é de grande importância para aplicações de engenharia. O estudo dessas propriedades é necessário para o desenvolvimento de novos equipamentos ou produtos e uma... more
RESUMO O conhecimento acerca das propriedades mecânicas dos materiais é de grande importância para aplicações de engenharia. O estudo dessas propriedades é necessário para o desenvolvimento de novos equipamentos ou produtos e uma importante propriedade é a resistência à fadiga. O objetivo deste trabalho é apresentar o projeto e construção de uma máquina para ensaio de fadiga por flexão. O projeto da máquina foi dividido em subconjuntos distintos denominados estrutural, dinâmico e de controle e coleta de dados, sendo cada subconjunto formado por peças e acessórios necessários para a realização dos ensaios de fadiga. Neste contexto, merece destaque a concepção de um novo sistema que permite a variação da tensão aplicada durante o ensaio, o qual é mais simples e não menos eficiente em comparação àqueles tradicionalmente utilizados em máquinas comerciais do mesmo porte. Ensaios preliminares foram realizados utilizando corpos de prova de aço ABNT 1020 no estado recozido e os resultados i...
RESUMO No presente trabalho procurou-se compreender os fenômenos associados à usinagem do aço ABNT 4340 utilizando ferramentas de corte de metal duro e cermet, ambas com geometria do quebra-cavaco para usinagem leve (LP) e média (MP).... more
RESUMO No presente trabalho procurou-se compreender os fenômenos associados à usinagem do aço ABNT 4340 utilizando ferramentas de corte de metal duro e cermet, ambas com geometria do quebra-cavaco para usinagem leve (LP) e média (MP). Nesse sentido, analisou-se a influência da variação do avanço, quebracavaco e o material da ferramenta de corte nos parâmetros de resposta do processo, força de corte, rugosidade, forma do cavaco e análise das superfícies de saída e de folga dos insertos durante a operação de torneamento. Inicialmente, um planejamento fatorial completo 23 foi empregado para análise da força de corte e rugosidade. Em relação à análise da força de corte, a análise de variância (ANOVA) indicou que o material da ferramenta de corte e o avanço afetaram significativamente a força de corte, sendo os menores valores alcançados com a ferramenta de corte cermet e o menor nível de avanço. Quanto à rugosidade Rq, diferentes níveis de materiais de ferramenta ou quebra-cavacos não f...
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Abstract In recent years, the manufacturing industry has made several efforts aimed at better monitoring of products life-cycle through special markings added during their manufacturing. Such monitoring is becoming increasingly relevant,... more
Abstract In recent years, the manufacturing industry has made several efforts aimed at better monitoring of products life-cycle through special markings added during their manufacturing. Such monitoring is becoming increasingly relevant, especially in order to provide reliable product traceability and other associated services that can be available to the manufacturer, to the retailer and to the end consumer. Thus, low-cost and flexible technologies able to carry data of an individual product during its whole life-cycle currently play an important role. Within this context, the popularity, advantages and facilities of using Quick Response (QR) codes motivate the use of this technology in several applications on the manufacturing industry. Aiming to engrave this kind of code in metallic parts without the need of further laser processing or the use of adhesive labels, this work discusses the machining and reading of QR codes in metallic parts. Challenges in machining codes with different sizes and materials, as well as reading them, are investigated.
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ABSTRACT The trend towards miniaturization has increased dramatically over the last decade, especially within the fields concerned with bioengineering, microelectronics, and aerospace. Micromilling is among the principal manufacturing... more
ABSTRACT The trend towards miniaturization has increased dramatically over the last decade, especially within the fields concerned with bioengineering, microelectronics, and aerospace. Micromilling is among the principal manufacturing processes which have allowed the development of components possessing micrometric dimensions, being used to the manufacture of both forming tools and the final product. The aim of this work is to present the principal aspects related to this technology, with emphasis on the work material requirements, tool materials and geometry, cutting forces and temperature, quality of the finished product, process modelling and monitoring and machine tool requirements. It can be noticed that size effect possesses a relevant role with regard to the selection of both work material (grain size) and tooling (edge radius). Low forces and temperature are recorded during micromilling, however, the specific cutting force may reach high values because of the ploughing effect observed as the uncut chip thickness is reduced. Finally, burr formation is the principal concern with regard to the quality of the finished part.
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ABSTRACT The trend towards miniaturization has increased dramatically over the last decade, especially within the fields concerned with bioengineering, microelectronics, and aerospace. Micromilling is among the principal manufacturing... more
ABSTRACT The trend towards miniaturization has increased dramatically over the last decade, especially within the fields concerned with bioengineering, microelectronics, and aerospace. Micromilling is among the principal manufacturing processes which have allowed the development of components possessing micrometric dimensions, being used to the manufacture of both forming tools and the final product. The aim of this work is to present the principal aspects related to this technology, with emphasis on the work material requirements, tool materials and geometry, cutting forces and temperature, quality of the finished product, process modelling and monitoring and machine tool requirements. It can be noticed that size effect possesses a relevant role with regard to the selection of both work material (grain size) and tooling (edge radius). Low forces and temperature are recorded during micromilling, however, the specific cutting force may reach high values because of the ploughing effect observed as the uncut chip thickness is reduced. Finally, burr formation is the principal concern with regard to the quality of the finished part.