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Avaliação do desempenho de ferramentas de corte de nanocompósitos cerâmicos (ALUMINA/NbC, ALUMINA/ZrO2, ALUMINA/SiC e ALUMINA/DIAMANTE) na usinagem de metais difíceis de usinar

Processo: 08/08937-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2008
Vigência (Término): 31 de outubro de 2011
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Ana Helena de Almeida Bressiani
Beneficiário:Vania Trombini Hernandes
Instituição-sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:03/09919-5 - Processamento e caracterização de materiais de alta resistência mecânica e ao desgaste, AP.PRNX.TEM
Assunto(s):Materiais cerâmicos   Processamento de materiais cerâmicos   Materiais compósitos de matriz cerâmica   Propriedades mecânicas   Desgaste dos materiais   Alumina

Resumo

A constante busca por maior produtividade nos processos de usinagem baseia-se principalmente na redução dos tempos principais de corte. Para a redução desse tempo existem duas possibilidades: otimização do projeto da peça, e o aumento substancial das velocidades de avanço e de corte, em comparação com os parâmetros convencionais. Entretanto, o aumento das velocidades de avanço e de corte altera as exigências relativas aos materiais de corte, pois, com o aumento da velocidade de corte, o desgaste das ferramentas também é aumentado, em razão das cargas térmicas abrasivas, adesivas e triboquímicas mais elevadas sobre as arestas de corte. Por esse motivo os materiais de corte mais procurados são os de elevada dureza, tais como os de alumina, os de nitreto cúbico de boro policristalino ou diamante. Dentre os vários materiais cerâmicos utilizados o Al2O3 (Alumina) ganhou destaque na fabricação de ferramentas cerâmicas por apresentar elevada resistência ao desgaste, elevada dureza, boa estabilidade química, além de baixo peso específico. No entanto, o mesmo apresenta baixa tenacidade o que restringe seu leque de aplicações. Existem várias opções para melhorar as propriedades dos materiais cerâmicos, atualmente a utilização de materiais nanoestruturados vem sendo alvo de uma série de pesquisas, motivadas pela possibilidade de obtenção de materiais com propriedades superiores. O mercado mundial desses materiais cresce a cada ano, passando a ser um dos novos horizontes da tecnologia de materiais. Dentre os vários materiais estudados estão os nanocompósitos cerâmicos de matriz de alumina com inclusões nanométricas. Desses, o nanocompósito de Al2O3 contendo 5% em volume de partículas de SiC com tamanho de aproximadamente 200nm ganhou grande destaque devido a resultados excepcionais apresentados na literatura, com aumentos, em relação à alumina pura, de 350MPa para 1520MPa na resistência à flexão, de 3,5MPa.m1/2 para 4.8 MPa.m1/2 na tenacidade e de até duas ordens de grandeza na resistência ao desgaste. Assim considerando os excelentes resultados obtidos pelos grupos de pesquisa da UFSCar, USF e IPEN com a obtenção de compósitos e nanocompósitos de matriz de alumina, o projeto proposto tem como principal objetivo a obtenção, caracterização e principalmente a avaliação do desempenho de insertos de matriz de alumina com inclusões micrométricas de NbC e nanométricas de NbC, ZrO2, SiC e diamante na usinagem de metais difíceis de usinar. (AU)