AVALIAÇÃO DA INTEGRIDADE SUPERFICIAL E DAS FORÇAS DE USINAGEM NO FRESAMENTO DE TOPO DE REVESTIMENTOS METÁLICOS POR ASPERSÃO TÉRMICA

Abstract

Thermal spray is one of the metallic coating techniques widely applied in the industry to prevent or reduce wear on different components. However, the sprayed surface is characterized by a low quality of finish and, sometimes, dimensional. Thus, in some cases, a machining finishing process must be applied to meet design requirements. So, there is a need to evaluate how the sprayed material behaves during conventional machining operation, such as milling. This work aims to evaluate the behavior of coatings applied by electric arc thermal spraying on a low carbon steel substrate. This evaluation was performed by submitting the coating to the milling process under different machining conditions (cutting speed and tool tip radius). The surface integrity of the machined part (roughness) and the machining forces generated during the process were evaluated, in addition to the evaluation of the types and levels of wear of the tools used in the milling operations. Samples thermally sprayed and coated or not with sealant were milled with cutting speeds of 50 m/min and 84 m/min and inserts with tip radius of 0.4 mm and 0.8 mm. It was shown that, for milling the material under study, the results were more favorable using lower cutting speed. The results obtained indicated that the tool with the smallest nose radius provided better cutting conditions in the coating without the application of sealant. The tool with the largest nose radius favored the milling of the sprayed sample with the application of sealant. There were no expressive differences in the finish of the machined surfaces, however, the experimental values obtained for the average roughness (1 μm to 1.79 μm) remained in accordance with the limits proposed in the literature. The predominant wear on the cutting inserts was due to plastic deformation in the tip and rake surface regions.

A aspersão térmica é uma das técnicas de revestimento metálico amplamente aplicada na indústria para prevenir ou reduzir desgastes em diferentes componentes. Contudo, a superfície aspergida possui como característica uma baixa qualidade de acabamento e, por vezes, dimensional. Assim, em alguns casos, deve-se aplicar um processo de acabamento por usinagem para atingir os requisitos de projeto. Então, há uma necessidade de avaliar como o material aspergido se comporta durante uma operação de usinagem convencional, como o fresamento. Este trabalho tem o objetivo de avaliar o comportamento dos revestimentos aplicados por aspersão térmica por arco elétrico em substrato de aço de baixo carbono. Essa avaliação foi realizada submetendo o revestimento ao processo de usinagem por fresamento sob diferentes condições de usinagem (velocidade de corte e raio da ponta da ferramenta). Foram avaliadas a integridade superficial da peça usinada (rugosidade) e as forças de usinagem geradas durante o processo, além da avaliação dos tipos e níveis de desgaste das ferramentas utilizadas nas operações de fresamento. Amostras aspergidas termicamente e revestidas ou não com selante foram fresadas com velocidade de corte de 50 m/min e 84 m/min e pastilhas com raios de ponta com 0,4 mm e 0,8 mm. Mostrou-se que, para o fresamento do material em estudo, os resultados foram mais favoráveis utilizando menor velocidade de corte. Os resultados obtidos indicaram que a ferramenta com menor raio de ponta propiciou melhores condições de corte no revestimento sem aplicação de selante. A ferramenta com maior raio de ponta favoreceu o fresamento da amostra aspergida com aplicação de selante. Não houve diferenças expressivas no acabamento das superfícies usinadas, porém, os valores experimentais obtidos da rugosidade média (1 μm a 1,79 μm) mantiveram-se de acordo com os limites propostos na literatura. O desgaste predominante nas pastilhas de corte foi por deformação plástica nas regiões da ponta e superfície de saída.