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Título: Avaliação do potencial do aço AISI H13 endurecido por tratamento termo-reativo de boretação como ferramenta de corte
Autor(es): Hunger, Bruno Viana Contin
Makita, Fernando Yuji
Orientador(es): Nascimento, Eduardo Mauro do
Palavras-chave: Metais - Corte
Aço - Análise
Usinagem
Metal-cutting
Steel - Analysis
Machining
Data do documento: 23-Jun-2015
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: HUNGER, Bruno Viana Contin; MAKITA, Fernando Yuji. Avaliação do potencial do aço AISI H13 endurecido por tratamento termo-reativo de boretação como ferramenta de corte. 2015. 59 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.
Resumo: Neste trabalho, foram avaliados os efeitos do processo termo-reativo de boretação (banho de bórax com adição de alumínio) nas principais propriedades do aço AISI H13, assim como o potencial de utilização das amostras submetidas a tal tratamento como ferramenta de corte. Para tanto, primeiramente, corpos-de-prova foram usinados com geometria para encaixe em um porta ferramenta, em seguida eles foram afiados para obtenção dos ângulos e arestas que caracterizam uma ferramenta de corte. Após essa preparação, as amostras sofreram o tratamento superficial de boretação, seguido de têmpera e revenimento. Na sequência, foi realizada a caracterização do material por meio de espectrometria óptica e da camada de boretos formada pela boretação, através de análise microscópica (ótica e eletrônica), microdureza e adesividade da camada endurecida de seções transversais dos corpos-de-prova. A camada de boretos foi comprovada e identificada com a técnica de difratometria de raios-X. Por fim, foi analisado o potencial de utilização dos corpos-de-prova tratados pela boretação como ferramenta de corte através de testes de torneamento. Os resultados mostraram que a boretação foi eficaz para obtenção de uma camada superficial de elevada dureza, entretanto os corpos-de-prova apresentaram desgaste prematuro no gume durante o ensaio de usinagem. Atribui-se o resultado a espessura média da camada endurecida, a qual mostrou-se insuficiente para severidade do processo de usinagem. Além disso, a fragilidade intrínseca à elevada dureza da camada de boretos e a presença de duas fases (FeB e Fe2B) com propriedades mecânicas distintas podem ser outros fatores responsáveis pela deterioração precoce das amostras.
Abstract: In this work, the effects of the thermo-reactive process of boriding (borax bath with addiction of aluminum) in the main properties of the AISI H13 steel were analyzed, as well as the potential for use of samples submitted to this process as cutting tool. For that, firstly some samples were machined with the geometry for assembly on a tool holder, after that they were sharpened for obtainment of the angles and edges that characterize a cutting tool. After this preparation, the samples were submitted to the superficial treatment of boriding, following by quenching and tempering. In the sequence, it was performed the characterization for the material by optical spectrometry and for the boride’s layer formed during the boriding through microscopic analysis (optical and electronic), micro hardness and hardened layer’s adhesiveness in cross-sections of the samples. The boride layer was confirmed and identified using the X-ray diffractometry technique. Lastly, it was analyzed the potential of usage for the samples treated by boriding as cutting tool in the turning tests. The results showed that the boriding was effective to obtain superficial layer with high hardness value, however the samples presented premature wear in the cutting edge during the machining trials. The result was assigned to the average thickness of the hardened layer, which was insufficient for the severity of the machining process. Besides, the intrinsic fragility to the high hardness of the boride layer and the presence of two phases (FeB e Fe2B) with different mechanical properties could be other factors responsible for the early deterioration of the samples.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6369
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