seleção de materiais no projeto mecânico - disco abrasivo para máquina de corte em metalografia

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1. 3 1.0. INTRODUO Quando duas superfcies entram em contato sob uma carga normal Fn e uma desliza sobre a outra, uma outra fora Fs se ope ao movimento. Essa fora proporcional a Fn mas no depende da rea da superfcie. Esse o resultado isolado mais significativo dos estudos do atrito, visto que implica que as superfcies no entram totalmente em contato, mas apenas se tocam em pequenos trechos, a rea que independente da rea de contato aparente, nominal, An. fazendo assim a relao entre a taxa de desgaste e a dureza, ser possvel propor um disco abrasivo feito de um material com melhores condies para cortar o Ao Inoxidvel temperado. 2. 4 2.0. - Disco Abrasivo para Mquina de Corte em Metalografia 2.1. Critrios de seleo: - Consideraes dimensionais; - Consideraes de forma; - Consideraes de peso; - Consideraes de resistncia mecnica; - Resistncia ao desgaste; - Conhecimento das variveis de operao; - Facilidade de fabricao; - Requisitos de durabilidade; - Nmero de unidades; - Disponibilidade de material; - Custo; - Existncia de especificaes e cdigos; - Viabilidade de reciclagem; - Valor de sucata; - Grau de normalizao; - Tipo de carregamento. 3. 5 2.2. Descrio do Problema: Desgaste no Disco abrasivo da fabricante Struers para o corte do ao inoxidvel temperado. - Disco Abrasivo Struers 40A24 - Dureza 540 HV = 1775 MPA. (veja a figura 1.1) - Ao Inoxidvel Temperado - Dureza 550 HV = 1810 MPA. FIGURA 2.1 2.3. Descrio do Produto Funo: fazer o corte de peas para ensaio metalogrfico Requisitos: resistente ao desgaste, dureza elevada Objetivo: Minimizar o Custo, reduzir o desgaste Restries: No pode sofrer ruptura, no pode sofrer alto grau de aquecimento. 4. 6 2.4. Critrios de Seleo Quando superfcies deslizam, sofrem desgaste. Perde-se material de ambas as superfcies, mesmo quando uma muito mais dura do que a outra. A taxa de desgaste, W (unidade: m) convencionalmente definida como: W = 2.5. Verificao no Mapa de Propriedades de Materiais FIGURA 2.2 (Relao entre a taxa de desgaste Ka e a Dureza H (MPA)). 5. 7 FIGURA 2.3 Mostra a relao peso-custo FIGURA 2.4 o coeficiente de atrito sobre ao seco, sobre materiais que deslizam sobre uma contraface de ao no lubrificada 6. 8 2.6. Anlise do Mapa e Seleo de Materiais Sobre os abrasivos possveis: SiC Vidro de Slica Aos Ferramenta CBN Al2O3 Material Tenso de Escoamento Densidade SiC 1000 - 5250 (MPa) 3 - 3,21 (Mg/m) Vidro de Slica 1100 - 1600 (MPa) 2,17 - 2,22 (Mg/m) Aos Ferramenta 250 - 395 (MPa) 7,8 - 7,9 (Mg/m) CBN 60 (MPa) 2,25 gcm-3 (-BN, hexagonal) 3,45 gcm-3 (-BN, cbico) Al2O3 690 - 5500 (MPa) 3,5 - 3,98 (Mg/m) 7. 9 3.0 RESULTADOS E DISCUSSES Seleo por mrito do material: Material Tenso de Escoamento Densidade Al2O3 690 - 5500 (MPa) 3,5 - 3,98 (Mg/m) SiC 1000 - 5250 (MPa) 3 - 3,21 (Mg/m) CBN 60 MPa 2,25 gcm-3 (-BN, hexagonal) 3,45 gcm-3 (-BN, cbico) Vidro de Slica 1100 - 1600 (MPa) 2,17 - 2,22 (Mg/m) Aos Ferramenta 250 - 395 (MPa) 7,8 - 7,9 (Mg/m) O material abrasivo, como foi analisado atravs dos mapas, continuou sendo a alumina, porm foi necessria uma atualizao do disco que possibilitasse uma reduo aprecivel do desgaste, de forma a ento atravs de normas especficas como a ABNT NBR 15230:2008 foi possvel encontrar um disco com uma para a mquina especifica de corte chamada Mesotom(Anexo) um disco que como segue no anexo foi da numerao 50A24 que composto do abrasivo Al2O3 que o material mais indicado para essa aplicao. 8. 10 4.0. CONCLUSO Atravs da metodologia desenvolvida por M. F. Ashby. foi possvel fazer a seleo do material com maior ndice de mrito para a sua determinada aplicao, sem comprometer contudo o custo do material, e densidade. 9. 11 5.0. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS - Teste de Dureza Vickers. Disponvel em: Acesso em 1 de setembro de 2014. - Produto Seleo dos Discos de Corte. Disponvel em: < http://www.struers.com/default.asp?top_id=3&main_id=8&sub_id=49&doc_id=185> Acesso em 1 de setembro de 2014. - ABNT NBR 15230:2008 Disponvel em: < http://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=809> Acesso em 1 de setembro de 2014. Michael F. Ashby. Ttulo: Seleo de Materiais no Projeto Mecnico. Edio 4. Rio de Janeiro : Elsevier, 2012. 10. 12 6.0. ANEXOS - Disco de Corte IRWIN Multimaterial Recursos: Corte em Variedade de Materiais 1. Atende as normas ABNT NBR 15230*. Mxima garantia de segurana e performance. 2. Corta todos os materiais - Economia de tempo sem necessidade de troca de discos. 3. Design ultra fino para menor perda de material, menos p e menos rudo. 4. Mxima preciso e cortes retos. * Esta Norma estabelece critrios para uso, manuseio, segurana, classificao e padronizao de ferramentas abrasivas. Estabelece, ainda, critrios para projetos de capas de proteo, flanges, placas de fixao e eixos, bem como para o correto armazenamento, manuseio e montagem das ferramentas abrasivas. 11. 13 Mquina de Corte Mesotom Disco com desgaste excessivo 40A24. 12. 14