Dissertations / Theses on the topic 'Vermichar'

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais.<br>Made available in DSpace on 2013-07-16T02:21:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224736.pdf: 5795804 bytes, checksum: 636ab69ce7a7882d1091e656625f762c (MD5)<br>Este trabalho tem por objetivo avaliar o comportamento do ferro fundido vermicular frente ao processo de recuperação por soldagem oxiacetilênica, pois a literatura não comenta tal procedimento, bem como avaliar as microestruturas formadas na região da solda e explorar algumas variáveis de processo com o objetivo de minimizar a formação de componentes frágeis e grafita lamelar na região da solda. Para avaliar o processo de recuperação por soldagem foi elaborado um procedimento experimental, onde em primeiro momento foram realizados testes de simples deposição com ciclo térmico e metais de adição já utilizados para recuperação dos ferros fundidos cinzentos e nodulares e na seqüência foi avaliado a influência da composição química do metal de adição, espessura e número de passes e influência dos ciclos térmicos. Os resultados mostraram que o metal adição utilizado para a soldagem do ferro fundido nodular não pode ser utilizado, o número de passes influencia na forma da grafita e o ciclo térmico na formação de componentes frágeis e que o ferro fundido vermicular pode sofrer operações de soldagem de recuperação pelo processo oxiacetilênico resultando em grafita nodular e matriz ferrítica no cordão de solda. This work has for objective to evaluate the behavior of the compacted graphite iron front to the process of recovery for oxiacetilenic welding, there isn't any documentation about this procedure in the literature, as well as evaluating the microstructures formed in the region of the weld and exploring some variable of process with the objective to minimize the formation of fragile components and flake graphite in the region of the weld. To evaluate the process of recovery for welding an experimental procedure was elaborated, where in first tests of simple deposition with thermal cycle had been carried through and metal of addition already used for recovery of gray and ductile cast irons, in the sequence was evaluated the influence of the chemical composition of the addition metal, thickness and the number of thread and influence of the thermal cycles. The results had shown that the metal addition used for the welding of the ductile cast iron cannot be used, the number of thread influence in the form of the graphite and the thermal cycle in the formation of fragile components and the compacted graphite iron can suffer operations from welding of recovery for the oxiacetilenic process resulting in nodulus graphite and ferrític matrix in the weld region.

Um bloco de motor reúne boa parte das operações clássicas de usinagem, e a operação de furação é uma das que apresentam o maior tempo efetivo de corte, apresenta grande influência sobre os custos finais obtenção de tal produto. Uma das formas de reduzir este custo é aumentando a longevidade da ferramenta de corte, pode ser obtido através do uso de fluidos de corte, permitindo controle da temperatura, aumento da refrigeração do sistema e da lubrificação na região de corte, além de auxiliar na remoção de cavacos e particulados. A partir de tais pressupostos, este estudo teve por objetivo, a comparação do desempenho de três fluidos de corte de base vegetal em um ensaio de furação com uma broca de metal duro, sendo usinado um bloco de ferro fundido vermicular utilizado na fabricação de blocos de motores. Para isto, do ponto de vista metodológico, foram realizados ensaios tradicionais do tempo de vida da ferramenta com a análise de tempo de vida da broca em furos contínuos. Os critérios aplicados nos ensaios foram: o tempo de vida da broca em furos contínuos com profundidade definida, em percurso de material removido, até atingir a marca de desgaste de flanco (VB) limítrofe; análise dos cavacos quanto à forma e coloração durante o ensaio; as análises das propriedades químicas e microbiológicas dos fluidos de corte durante o processo de usinagem, obtendo-se uma avaliação dos riscos à saúde humana e ao meio ambiente.

Orientador: Marcos Valerio Ribeiro<br>Resumo: The development of new materials is extremely important, due to the need to obtain materials with good properties and low cost. There is a continuing need to improve tools for machining materials that have high strength at elevated temperatures that meet the vermicular cast iron. Small advances in the development of new tools could mean important aspects in the field of machining, in addition to making the market more competitive. The set of production and application of ceramic cutting tools in the machining processes of vermicular cast iron (GJV450) needs further advances, being an object of great industrial interest. In this context, the present work determined the best application condition of the ceramic tools based on Alumina (Al2O3), doped with magnesium oxide (MgO) on a laboratory scale, in the machining without cutting fluid of the vermicular iron class GJV450 in comparison with a commercial carbide tool coated with alumina, based on the need for machining vermicular cast iron in industries and foundries. For turning vermicular cast iron with a ceramic tool, the parameters used were cutting speeds of 300-350-400-450-500-550-600-650 m / min; feed of 0.1-0.3 mm / rev and machining depth of 0.5 -1.0 mm and for the carbide tool, cutting speeds of 150-250-350-450 m / min; feed rate of 0.1-0.3 mm / rev and machining depth of 0.5 -1.0 mm. The previously defined input variables (Vc, f, ap), were correlated with the output variables such as roughness (Ra and Rt), power, acous... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)<br>Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.<br>Made available in DSpace on 2012-10-24T09:23:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263757.pdf: 5020353 bytes, checksum: 4a64faa4faa8c0447518abdc42254e1e (MD5)<br>O ferro fundido cinzento é um material de intensa utilização na fabricação de blocos de motores. Nos anos recentes, o ferro fundido vermicular vem ganhando grande espaço na construção de blocos de motores diesel, em razão das recentes evoluções tecnológicas desses motores, tanto em desempenho quanto na redução da emissão de poluentes, baseados em maiores pressões e temperaturas de trabalho. O ferro fundido vermicular atende cada vez melhor a essa demanda, em virtude das suas propriedades mecânicas superiores às do ferro fundido cinzento. Entretanto, em conseqüência disso, esse material apresenta maior dificuldade na usinagem, o que acarreta custos maiores no processo de fabricação dos blocos. Dentro desse contexto, este trabalho tem por objetivo o estudo da usinabilidade dos dois materiais, utilizando o processo de fresamento, que é um dos processos de grande aplicação na usinagem de blocos e cabeçotes de motores, ainda pouco estudado no Brasil com relação à usinabilidade do ferro fundido vermicular. Paralelamente, tem-se como objetivo avaliar a temperatura na peça durante a usinagem e também determinar as variações geométricas que podem ocorrer nas paredes da peça, tendo em vista o efeito térmico e os esforços da usinagem. Para tanto, houve a realização experimentos com insertos de metal-duro e de cerâmica, os quais são utilizados pela indústria para o fresamento de blocos de motores, fabricados `com ambos os materiais. Foram empregados três conjuntos de parâmetros de corte, um para a ferramenta de metal-duro e dois para a ferramenta cerâmica. Afim de medir a temperatura, foram utilizados termopares conectados ao corpo-de-prova e os sinais adquiridos e armazenados por meio de uma unidade de aquisição de dados. Com o propósito de caracterizar as variações geométricas nos corpos-de-prova, foi utilizada uma máquina de medição tridimensional. Os resultados de vida de ferramenta, avaliados pelo desgaste de flanco, permitiram evidenciar as dificuldades de usinagem do ferro fundido vermicular, comparativamente ao ferro fundido cinzento. Essas diferenças acentuam-se na usinagem com ferramenta de metal-duro e tornam-se menores com o uso de ferramentas cerâmicas. Os resultados referentes à temperatura demonstraram que o vermicular apresenta maior aquecimento durante a usinagem. Com relação às variações geométricas, não foi constado predominância de maior ou menor variação para um ou outro material. The gray cast iron is a material of intense utilization in the engine block's manufacture. In the last few years, the compacted graphite iron (CGI) is gaining a great space in the diesel engine block's construction, on account of the recent's technological evolutions of these engines, such as in the performance in the reduction of pollutant's emission, based on work's higher pressures and temperatures. The CGI provides each time in a better way this demand, in virtue of his mechanical properties that are superiors than the gray cast iron. Meantime, as consequence of that, this material present's bigger difficulty in the machining, what brings bigger costs in the block's manufactory process. Inside this context, this work has as the objective the machinability's study of two materials, using the milling process which is one of the process with a great utilization in the machining of block's and headstocks of engines, still not so studied in Brazil compared to machinability of the CGI. In parallel, the objective is to evaluate the temperature in the piece during the machining and also determinates the geometrics oscillation that can happen in the piece's wall, having in mind the thermal effect and the efforts of the machining. For that, there was the realization of experiments with carbide tool and ceramic tool, which are utilized by the milling of engine block's industry, manufactured with both materials. There were used three parameters sets of cut, one for the carbide tool and two for the ceramic tool. With the objective of check the temperature, there were used thermocouples connected to the pieces, was used a acquired sighs and stored through a acquisition unit of data. With the propose of characterize the geometric variation in the pieces, was used a three-dimensional measure machine. The results of tool's life, evaluated by the flank wear, allow showing up the difficulties in the CGI machining, comparatively to the gray cast iron. These differences get accented in the machining with carbide tools and become smaller with the ceramic tools use. The results referents to the temperature show that the CGI presents bigger heating during the machining. Regarding the geometrical variations, was not noted predominance of bigger or smaller variation for one or other material.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.<br>Made available in DSpace on 2012-10-23T14:54:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251121.pdf: 17219172 bytes, checksum: 561d00f94b3989da13a2d74205cd0bd5 (MD5)<br>Na fabricação de blocos de motores, a usinagem dos cilindros é tipicamente composta por três operações de mandrilamento, isto é, de desbaste, de semi-acabamento e de acabamento, seguidas por três etapas de brunimento, sendo de desbaste, de base e de platô. As dificuldades existentes para a realização de mandrilamento dos cilindros em ferro fundido vermicular têm motivado diversas pesquisas com o intuito de minimizar seu impacto negativo na usinagem de blocos de motores nesse material, principalmente em função do recente e constante aumento muito expressivo na utilização do ferro fundido vermicular na fabricação de blocos para motores diesel de alto desempenho. O brunimento de desbaste, com elevadas taxas de remoção de material, aparece como uma importante alternativa para racionalizar o processo de usinagem de cilindros de tais componentes. A presente tese objetiva aprimorar a tecnologia de brunimento para que as operações de mandrilamento de semi-acabamento e de acabamento possam ser eliminadas do processo de usinagem de cilindros de blocos de motores no referido material, possibilitando uma significativa redução dos custos de fabricação, sem prejuízos à qualidade do produto. Para tanto, foram realizadas pesquisas experimentais subdivididas em três fases. A primeira delas empregando uma bancada experimental, simulando o processo de brunimento, em que foram testados diferentes tipos de diamantes, fluidos de corte, pressões de contato e velocidades de corte. Na segunda etapa, em brunidoras verticais, utilizando corpos de prova na forma de camisas de cilindros, foram analisados principalmente o tipo de ligante, o tipo de fluido de corte e a velocidade de corte. E na terceira etapa, foram brunidos blocos de motores de seis cilindros em uma brunidora vertical. Tanto os corpos-de-prova empregados quanto os blocos de motores foram produzidos em ferro fundido vermicular da classe ISO 16612/JV/450/S. Os experimentos conduziram a resultados muito satisfatórios, que foram alcançados mediante a utilização de parâmetros de brunimento não convencionais, com destaque para velocidades de corte de até 250m/min, bem como utilizando emulsão como fluido de corte, e com a otimização do tipos de diamante e de ligante empregados. Sob uma taxa de remoção de material específica de 0,25mm3/(mm2.s), que equivale a remoção no diâmetro de 0,5mm em apenas 30s, obteve-se uma vida de ferramenta de aproximadamente 6.000 cilindros. A solução de usinagem foi validada em blocos de motores, nos quais o brunimento de desbaste, aplicado logo após o mandrilamento de desbaste, e seguido de brunimento de base e de platô, permitiu gerar cilindros dentro de padrões atuais de qualidade e com significativa redução nos custos de fabricação.

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz<br>Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica<br>Made available in DSpace on 2018-08-19T06:16:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dalo_MarcoAurelio_M.pdf: 3765565 bytes, checksum: f1d967a8742c941a83bb6de2d800ed64 (MD5) Previous issue date: 2011<br>Resumo: Existe hoje uma tendência no mercado de veículos de motor diesel a fabricarem os blocos dos motores em ferro fundido vermicular devido à melhor eficiência de combustão e maior resistência à compressão, permitindo paredes de galerias mais finas com conseqüência na redução do peso do bloco, quando comparado ao bloco usual feito de ferro fundido cinzento. Desta forma, seria possível atender às novas exigências do mercado e do meio ambiente. Porém, a difícil usinabilidade deste material obriga ao levantamento de condições de usinagem e ao desenvolvimento de ferramentas que possam melhorar a produtividade dos processos de usinagem dos blocos. O mandrilamento em desbaste dos mancais do bloco do motor é uma das operações de usinagem mais carentes de desenvolvimento dentre as utilizadas na produção do bloco de ferro fundido vermicular. A variação do material da ferramenta e as condições de corte utilizadas no processo de usinagem foram as variáveis testadas neste trabalho para buscar o melhor desempenho do processo de mandrilamento do bloco. Os resultados demonstraram que ferramentas de material cerâmico sofreram um desgaste frontal excessivo da aresta de corte por difusão e as ferramentas de metal duro obtiveram um melhor resultado em comparação com a cerâmica. Com relação às condições de corte, resultados com o uso de menores velocidades de corte demonstraram um menor desgaste frontal das arestas de corte. A potência consumida do fuso foi o limitante para o máximo avanço por dente utilizado nos experimentos<br>Abstract: Today there is a trend in the market for diesel vehicles manufactured in compacted graphite iron due to better combustion efficiency of the engine and greater resistance to compression, allowing thinner walls of galleries with a result in reducing the weight of the block, when compared to the usual block made of the gray cast iron. Thus, it would be possible to meet new market demands and the environment. However, the difficult machinability of this material requires the survey of the machining conditions and development of the tools that can improve productivity of machining processes of the blocks. The rough boring in the bearings of the engine block is one of the machining operations of the poorest development among those used in the production of compacted graphite iron block. The variation of the tool material and cutting conditions used in the machining process variables were tested in this work to get the best performance of the process of boring the block. The results show that ceramic tools have suffered excessive front wear of the cutting edge diffusion and carbide tools had a better outcome in comparison with the ceramic. With respect to cutting conditions, results from the use of lower cutting speeds showed a lower front wear of the cutting edges. The power consumption of the spindle was limited for maximum feed per tooth used in the experiments<br>Mestrado<br>Manufatura<br>Mestre em Engenharia Automobilistica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.<br>Made available in DSpace on 2012-10-20T12:17:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195361.pdf: 3692378 bytes, checksum: f60a9d615b41c498f197f6b3d3b1d694 (MD5)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>In many applications of metalworking industry it is required mass production of parts containing holes with finish and tolerances typically from precision assembling, with working quality, ISO IT grade, ranging from IT7- IT5. But to produce these holes with tighter tolerances and with low geometrical errors, conventional twist drills may be not enough, so further processes are required, like reaming for example. Before any reaming process comes the drilling process, resulting in two different tools, two parts on necessary machining time, which in turn affects productivity and competitiveness. Therefore , any investment in the production of tools and techniques to reduce the machining time of close tolerance holes without affecting the integrity of the surface and preferably at a lower cost , will receive special attention from the machining community. In this context, this paper presents a technical and economic study of the use of special designed drill in replacement by a reamer the production of cylindrical holes of 10 mm diameter pieces of compacted graphite cast iron in terms of finish, roundness and dimensional deviation. It was also investigated the influence of the allowance in the final quality of the machined hole reamer. The surface of the holes and the microhardness of the machined holes were also analyzed and the tool wear was monitored. Finally, the economic analysis of the tools employed was performed. The results showed that special drill resulted in finish and dimensional deviation as good as those produced by the reamer. IT6 was the working quality obtained after reaming with reaming allowance of 0.5mm, while IT8 quality was obtained by using the special designed drill. Wear on special drill was lower than that observed in the reamer, and for the latter chipping occurred. Up to 29% of reduction in machining time was achieved by using the special drill, which resulted in a reduction of 33% cost as well. In contrast the values of cylindricity deviations were higher than those obtained with the reamers under the conditions investigated. The hardness was not affected by the processes employed.<br>Em muitas aplicações da indústria metal-mecânica exige-se a fabricação de peças com furos que apresentem acabamento e exatidão geométrica necessária para a montagem de precisão, normalmente com qualidade de trabalho variando entre ISO IT5-IT7. Mas para a produção destes furos de tolerâncias mais estreitas e com menores erros geométricos, as brocas helicoidais convencionais não são suficientes, de forma que são necessários processos subsequentes, como o alargamento, por exemplo. Antes de qualquer operação de alargamento vem à operação de furação, chamada de pré-furação, e assim para um furo alargado são necessárias no mínimo duas ferramentas diferentes, duas parcelas no tempo de usinagem, que por sua vez afeta a produtividade e competitividade. Portanto, qualquer investimento na produção de ferramentas e técnicas que permitam reduzir o tempo de usinagem de furos de tolerância estreita, sem afetar a integridade da superfície e de preferência com menor custo, receberá especial atenção da comunidade de usinagem. Neste contexto, este trabalho apresenta um estudo técnico e econômico do emprego de broca especial em substituição ao alargador, na produção de furos cilíndricos, de 10 mm de diâmetro, em peças de ferro fundido vermicular, em termos de acabamento, cilindricidade e desvio dimensional. Investigou-se também a influência do sobremetal na qualidade final do furo usinado pelo alargador. As paredes dos furos e a microdureza dos furos usinados foram também analisados e o desgaste das ferramentas foi monitorado. Por último, foi realizada a análise econômica das ferramentas empregadas. Os resultados mostraram que a broca especial resultou em acabamento e desvio dimensionais tão bons quanto aqueles produzidos pelo alargador. IT6 foi á qualidade obtida pelo alargador após furação com sobremetal de 0,5 mm, enquanto que a broca especial produziu qualidade IT8. O desgaste da broca especial foi menor que aquele dos alargadores, sendo que para estes últimos ocorreu lascamento. Cerca de 29% de redução no tempo de usinagem foram obtidos com á broca especial, o que resultou em um custo de produção 33% menor. Em contrapartida os valores dos desvios de cilindricidade foram superiores aqueles obtidos com os alargadores nas condições investigadas. A microdureza não foi afetada pelos processos empregados.<br>Mestre em Engenharia Mecânica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica<br>Made available in DSpace on 2013-07-16T03:22:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245770.pdf: 6129873 bytes, checksum: 5bdfbc44e3cb91bc1c332d33e0a33dca (MD5)<br>O bloco de motor é uma das principais peças que compõem o motor de um automóvel. O bloco é uma peça fundida que passa por uma série de processos de usinagem, até que se atendam as tolerâncias de forma e dimensional finais. No bloco a usinagem dos cilindros normalmente é realizada pelos processos de mandrilamento e de brunimento. O mandrilamento dos cilindros geralmente consta de três etapas: desbaste, semi-acabamento e acabamento. Atualmente o ferro fundido vermicular é um material alternativo ao ferro fundido cinzento na fabricação de blocos de motores. O primeiro possui propriedades mecânicas superiores ao último, o que possibilita a construção de motores com maior potência e menor massa. Contudo, o ferro fundido vermicular possui pior usinabilidade, reduzindo a vida da ferramenta em mais de 70% e a produtividade em até 50% no mandrilamento. Este trabalho objetiva estudar o mandrilamento de desbaste de cilindros de bloco em ferro fundido vermicular, através de ensaios realizados com quatro diferentes concepções de ferramentas de mandrilar. Essas diferenças são: a presença ou não de elementos de guias, o número de insertos e o escalonamento dos mesmos. Tal estudo foca o comportamento das ferramentas em relação à qualidade de forma (circularidade, retitude e cilindricidade), à qualidade dimensional, à produtividade e à vida. Nos ensaios foram selecionados parâmetros de corte para mesma produtividade (mesmo avanço) e parâmetros específicos para cada ferramenta. Estes serviram para avaliar o desempenho das ferramentas em relação à produtividade. Este estudo analisou a relação entre as características geométricas das ferramentas de mandrilar sobre as qualidades de forma e dimensional das peças, sobre a vida e a produtividade, e auxiliou no desenvolvimento de ferramentas capazes de reduzir em aproximadamente 50% os tempos de mandrilamento, tomando como referência o tempo praticado anterior aos ensaios.

Visto o alto custo gasto nas linhas de usinagem com processos de rebarbação e a crescente demanda na utilização do ferro fundido vermicular, principalmente em motores diesel, este trabalho visou investigar as rebarbas formadas no fresamento de faceamento em uma face similar à face de fogo de um bloco de motor de ferro fundido vermicular FV450. Foram utilizados insertos de metal duro em fresas de facear com 100 mm de diâmetro. Os ensaios foram divididos em duas etapas. Na primeira etapa foi estudada a influência da geometria da ferramenta e a formação da rebarba remanescente. Na segunda etapa foram aplicados os melhores resultados obtidos durante os ensaios da primeira etapa. Um planejamento fatorial completo foi utilizado para a determinação da quantidade de ensaios desta etapa, variando-se a velocidade de corte, o avanço, a profundidade de corte e o desgaste de flanco. A medição da rebarba foi realizada em duas posições diferentes na borda da peça em questão, gerando assim dois ângulos diferentes de saída da ferramenta da peça. Verificou-se que a altura da rebarba foi menor quando se utilizou insertos de geometria mais positiva. O desgaste e o ângulo de saída da peça interferiram de forma significativa no tamanho da rebarba. Também verificou-se a redução da rebarba com o aumento do avanço e da velocidade de corte e com a diminuição da profundidade de corte. Através do software STATISTICA 8.0 foram obtidos os valores dos efeitos principais e das interações, juntamente com o intervalo de confiança e erro padrão. Por fim o planejamento adotado permitiu a elaboração de um modelo empírico capaz de predizer a altura da rebarba.<br>Since the high cost spent on machining lines with deburring processes and the growing demand in the use of Compacted Graphite Iron (CGI), especially in diesel engines, this work aims to investigate the burr formation mechanisms during face milling of CGI FV450, in a face similar to the combustion face of an engine cylinder block. Carbide inserts were used in a 100 mm of diameter milling cutter. The tests were divided into two stages. In the first stage the following variables were studied: tool geometry and milling with remaining burrs from previous milling. In the second stage, were applied the best results obtained during the tests of the first stage. A Complete Factorial Planning was used to specify the amount of experiments, varying cutting speed, feed rate, cutting depth and the flank wear. The burrs measurement was performed in two different positions of the workpiece exit border, generating two different exit angle from the workpiece. It was found that the burr height was lower with more positive geometry. The wear of the tool and exit angle from the workpiece interfered significantly the burr height. It was observed the decrease of the burr height with the increase of the feed rate and cutting speed and with the decrease of the cutting depth. Through the software STATISTICA 8.0 values were obtained for main effects and interactions, along with confidence intervals and standard error. Finally, the plan adopted allowed the development of an empirical model capable of predicting the burr height.

A crescente busca por novos mercados, redução de custos e atendimento a legislação incentivam estudos e pesquisas no aperfeiçoamento dos materiais, processos e produtos. Uma vez que o bloco do motor é o componente mais importante, e que agrega maior peso e volume no motor, o bloco tem sido alvo de pesquisas na busca de motores mais eficientes. O desenvolvimento do material tradicionalmente utilizado para a fabricação de blocos de motores Diesel, o ferro fundido cinzento, alcançou seu limite. Neste contexto, o ferro fundido vermicular ou Compacted Graphite Iron (CGI) se apresenta como um substituto para tal aplicação com características de condutividade térmica e amortecimento próximas ao do ferro fundido cinzento, porém, com propriedades mecânicas superiores, possibilitando um redução do peso do motor e, consequentemente, economia de combustível, redução da emissão de poluentes (CO2, NOx e particulados) além do nível de ruído. Neste estudo foram determinadas, analisadas e comparadas as propriedades mecânicas e de fadiga do ferro fundido vermicular em relação ao principal material utilizado atualmente em blocos de motores Diesel: ferro fundido cinzento. Os experimentos foram realizados através de ensaios a partir de corpos de prova retirados de blocos de motores recolhidos aleatoriamente da produção, visando determinar às propriedades mecânicas e de fadiga baseado na metodologia da mecânica da fratura. As superfícies de fratura dos ensaios foram analisadas em microscópio eletrônico de varredura (MEV) a fim de caracterizar os micromecanismos de fratura. Resultados dos ensaios realizados evidenciaram as vantagens da utilização de ferro fundido vermicular quando comparado ao cinzento, pois apresentou resultados superiores em todos os ensaios mecânicos e taxa de crescimento de trinca de fadiga uma ordem grandeza menor. Através da análise fractográfica foi possível perceber a influência da morfologia da grafita no efeito concentrador de tensões.<br>The growing search for new markets, cost reduction, adding value to the product and making products according to the legislation for emissions control have consequently increased studies and research to find improvements in materials, process and products. Considered one of the most important and the heaviest component of the engine, the crankcase has been the main target of the search for more efficient engines. Currently the gray cast iron is the material traditionally used in the fabrication of Diesel engine crankcases, however it has reached its strength limit. In this context, the compacted graphite iron (CGI) comes as an alternative for such applications, with characteristics such as thermal conductivity and damping similar to the gray cast iron, but with superior mechanical properties, allowing the manufacturing of lighter crankcases, better performance and reduced environmental pollution by exhaust gases and fluids. This work was to determine, analyze and compare the mechanical and fatigue properties between gray iron and compacted graphite iron used in Diesel engine crankcases. The experiments were performed by tests on test samples taken from random production crankcases, in order to determine the mechanical and fatigue properties based on fracture mechanical methodology. The fracture surfaces of tests were observed by SEM to characterize the fracture micromechanisms. In this case, results of tests demonstrate the advantages of use compacted graphite iron. In the fracture surfaces was possible to realize the influence of the graphite morphology on the stress concentrating effect.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.<br>Made available in DSpace on 2012-10-24T10:15:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 265567.pdf: 11722801 bytes, checksum: fada2195f1a44572eb99cdc551b077d9 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica<br>Made available in DSpace on 2013-07-16T02:38:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0<br>A furação, com o uso de brocas helicoidais ou de canais retos, é uma das maiores operações em tempo efetivo de corte na usinagem de um bloco de motor, possuindo assim grande influência sobre os custos de ferramentas de corte deste produto. Estes custos têm o seu valor dobrado se considerada a aplicação do ferro fundido vermicular como material alternativo ao ferro fundido cinzento na construção de blocos de motor. Isto ocorre porque o ferro fundido vermicular possui menor usinabilidade do que o ferro fundido cinzento, o que reduz a vida da ferramenta de usinagem em até 60%, no caso da furação. Este trabalho objetiva estudar a furação de ferro fundido vermicular com brocas de canal reto em metal-duro, revestidas por TiAlN de única camada e de várias camadas de espessuras nanométricas, e por TiN em uma das fases da pesquisa. Porém, conforme já previsto e relatado na literatura, este revestimento apresentou a pior resistência aos mecanismos de desgaste em relação aos revestimentos TiAlN, sendo descartada a análise do seu comportamento na continuidade das pesquisas. Este estudo focou o comportamento das brocas com canais retos, revestidas, em relação ao seu desgaste, erros de forma dos furos obtidos (circularidade e retilineidade), rugosidades produzidas, forças de avanço e momentos torçores. Foram realizadas análises por EDS de elementos químicos presentes em regiões distintas da ferramenta, em busca do entendimento do comportamento dos revestimentos ante os mecanismos de desgaste presentes. Para isto, foram escolhidas as velocidades de corte de 80 e 150 m/min sob avanço único. Esta pesquisa serviu como base para especificações de revestimentos adequados para brocas na furação de blocos em vermicular, através dos quais se obteve redução de custos de 25% aproximadamente neste tipo de processo. Drilling using helical or straight flute drills is one of the largest cylinder block machining operations in terms of cutting real time, pushing strongly the product unity cutting tools costs. The usage of CGI as material alternative for gray iron may double the costs due to its better mechanical properties, which may raise the rate power to weight under increased combustion pressure as ancillary to attend the demand emissions laws. In other words CGI owns poor machinability when compared to gray iron, which reduces the machining tool life up to 60% at drilling side. This research aimed the study of CGI drilling using carbide straight flutes drills, being one group of them coated by one layer and the other one with several nanometric layers thick of TiAlN. Also TiN coated drills belonged to the same batch were tested in the beginning of this study, but as per envisioned their performance did not achieve the TiAlN level, so that TiN coated drills were not considered at this research afterwards. This study focused the behavior of coated straight flute drills in terms of wear, holes form error regarding roundness and straightness, roughness, cutting forces, torsion moment and the understanding of coating behaviors against the wearing mechanisms through EDS analysis of chemical elements present on drills different areas. For this, the cutting speeds of 80 and 150 m/min were chosen under one feed rate. This research was also the basis for afterwards drills coating specification at drilling of cylinder blocks in CGI resulting in machining costs reduction of around 25% at this kind of process.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica<br>Made available in DSpace on 2012-10-24T04:03:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 268500.pdf: 9707425 bytes, checksum: b9e656b0f66e69316e357678edc54c64 (MD5)<br>O aumento da eficiência térmica, aliado à redução do peso do motor, caracteriza o bloco de motor a diesel, em cuja fabricação é cada vez mais utilizado o ferro fundido vermicular (CGI). O emprego desse material viabiliza a construção de veículos com motores mais eficientes, no sentido de diminuir tanto o consumo de combustível quanto a emissão de poluentes, como monóxido de carbono e hidrocarbonetos, se comparado ao ferro fundido cinzento. Porém, apesar de extremamente vantajoso no que tange à funcionalidade do produto final, o ferro fundido vermicular se apresenta um dos piores materiais para blocos se analisado em termos de usinabilidade. Sendo a furação um dos processos mais utilizados em operação de usinagem, inclusive em usinagem de CGI, neste trabalho é analisado o comportamento de brocas helicoidais mediante emprego de diferentes fluidos de corte. O presente estudo focou o comportamento das brocas helicoidais para três diferentes meios lubri-refrigerantes, com velocidade de corte de 110 m/min sob avanço único. Avaliou-se o desgaste, variações de diâmetro, rugosidades produzidas e erros de forma dos furos obtidos. Também foram realizadas análises por EDS de elementos químicos presentes em regiões distintas da ferramenta, com o intuito de melhor compreender quais os mecanismos de desgaste presentes em cada uma delas. De modo geral, o trabalho visa determinar o fluido de corte mais adequado à usinagem do ferro fundido vermicular com broca helicoidal, observando a relação custo-benefício que resulte de tal procedimento. É possível assim, um aumento na competitividade da indústria na área de fabricação de blocos de motor em ferro fundido vermicular.<br>The thermal efficiency increase associated to the reduction of the engine weight, characterizes the engine block diesel, in whose manufacture the usage of Compacted Graphite Iron is increasing. The CGI utilization makes possible the construction of vehicles with more efficient engines, in terms of decreasing both fuel consumption and pollutants emission, as carbon monoxide and hydro-carbons, once compared with Gray Cast Iron. However, despite of being extremely advantageous regarding the functionality of its final product, CGI is a difficult material by means of machining to be used in blocks. Considering that drilling is one of the most used machining processes, including CGI machining, helical drills behavior with different cutting fluid utilization will be observed in this study, beholding the fluid influence over the tool wear. This research focused on the behavior of helical drills for three different cutting fluid managed, in what was used the cutting speed of 110 m/min under one feed rate. It was evaluated wear, diameter, roughness and holes form errors for the holes obtained. EDS analysis of chemical elements present on drills different areas were also realized, in order to understand the wearing mechanisms for each tool. The aim of this study in general is determine the most suitable cutting fluid on the Compacted Graphite Iron machining with helical drill, longing also for the cost-benefit relation that such procedure comes to offer to Tupy S.A. It is still intended to continue the studies that Engineers Mocellin (2002) and Andrade (2005) had developed. Their essays are respectively about Condition of the CGI in terms of machining and Behavior of some coats in the income of drills in the machining of that material. Thus, it is possible to increase the industry competitiveness in the area of engine blocks manufacturing with compacted graphite iron.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elco da Silva.pdf: 3740304 bytes, checksum: b363ccd0dc2bdce0fadf7011311bf319 (MD5) Previous issue date: 2014-01-31<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>On the present days much effort has been given in the improvement of the strength of materials used in the automotive industry. And it is a great challenge to machine these materials due to the high machining time cycles and tools. This motivated several studies mainly for the Compacted Graphite Iron. The objective of this work is to evaluate the machinability of compacted graphite iron class 350 compared to compacted graphite iron class 400 and 450 and the grey iron class 300. The CGI 350 is object of study to be applied in cylinder heads. In the machinability of a cylinder head, one of the most important process is milling, which was chosen to evaluate these materials. To perform the tests two types of tools (inserts) were used: carbide and CBN. There were used two cutting speeds (Vc) for the carbide tools and one for the CBN. The machinability criteria used were: maximum tool wear (VBmax), edge wear, the power consumed by the machine tool and the roughness of the surface. The result show that, with the increase of the cutting speed, there is higher tool wear. Also the compacted graphite iron presented lower machinability compared to the grey iron. It is also noted that, with higher percentage of ferrite in compacted graphite iron, there is a higher tool wear. The compacted graphite iron class 450 presented the higher power consumption during milling. This alloy has the greatest strength and hardness among the materials studied. Regarding the surface finish of the materials, the compacted graphite iron class 450 presented the best results evaluated in the beginning and at the end of tool lives for both cutting speeds.<br>Atualmente trabalha-se muito na melhoria da resistência mecânica dos materiais utilizados na confecção de peças automotivas. E está sendo um desafio para a usinagem realizar seu processo nesses materiais, devido ao alto tempo de usinagem e alto custo com ferramentas de corte. Esta foi uma dificuldade inicial no desenvolvimento de blocos de motor em ferro fundido vermicular, e que motivou uma série de estudos. O objetivo deste trabalho é avaliar a usinabilidade do ferro fundido vermicular classe 350 comparando com o vermicular classe 400 e 450 e o cinzento classe 300. O ferro fundido vermicular classe 350 está sendo estudado para aplicação em cabeçotes de motores. Na usinagem de um cabeçote de motor o processo de fresamento é um dos principais aplicados a esta peça, foi escolhido este processo para realizar a avaliação da usinabilidade nestes materiais. Para a realização dos testes foram utilizados dois tipos de insertos para a ferramenta (fresa), o inserto de metal duro (MD) e o inserto de nitreto cúbico de Boro (CBN). Adotaram-se duas condições de cortes diferentes para o inserto de MD, com o intuito de avaliar o comportamento da usinabilidade com o aumento da velocidade de corte (Vc) e uma condição de corte para o inserto de CBN. Os testes de usinabilidade foram realizados de três formas: avaliação do desgaste de flanco máximo (VBmáx.) do inserto, a potência consumida de corte pelos eixos da máquina durante a usinagem e a avaliação do acabamento da superfície usinada (rugosidade) do corpo de prova. Os resultados mostram que com o aumento da velocidade de corte para ambos os materiais em estudo, há um aumento do desgaste da ferramenta, e que as ligas em ferro fundido vermicular foram as que apresentaram pior usinabilidade quando comparado com o ferro fundido cinzento. Observa-se também que com o aumento de ferrita na matriz das ligas em vermicular ocorreu um maior desgaste da ferramenta. O ferro fundido vermicular classe 450 foi o que causou a maior potência consumida de corte durante a usinagem, sendo esta liga a que possui o maior limite de resistência e a maior dureza entre os materiais estudados. Com relação ao acabamento da superfície usinada, o ferro fundido vermicular classe 450 foi também o que obteve o melhor resultado, tanto na avaliação de início de vida do inserto quanto no fim de vida para ambos os ensaios realizados.

Esse trabalho foi desenvolvido no escopo de um projeto de parceria entre o ITA e uma empresa brasileira produtora de blocos de motores. O objetivo desse trabalho se constituiu em analisar o processo de brunimento dos cilindros de um bloco V8 feito em ferro fundido de grafita compacta (CGI), estabelecendo as principais relações entre os parâmetros de entrada e o resultado do processo. A aplicação desse material em blocos de motores visa possibilitar um aumento da pressão interna de combustão, reduzindo assim a emissão de poluentes, além de possibilitar uma redução significativa no peso do motor. O brunimento é um processo de usinagem com geometria não-definida que visa obter cilindros com baixíssimos erros de forma e superfícies com qualidades especiais, como a superfície de platô que é ideal retenção de finas camadas de óleo. O CGI é um ferro com resistência mecânica superior ao ferro fundido cinzento e por esse motivo apresenta alguns desafios em seus processos de usinagem. Esse trabalho pretende então fornecer uma base de informações sobre a interação entre o processo e o material, e assim permitir avanços tecnológicos na linha de produção. Durante essa pesquisa, alguns resultados foram aplicados na produção e pôde-se alcançar resultados significativos, como o aumento da produção de 2,1 para 7,5 peças/hora com um perceptível aumento da qualidade do produto e do processo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:34:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005Bitstream added on 2014-06-13T19:04:58Z : No. of bitstreams: 1 souza_jvc_dr_guara.pdf: 3439864 bytes, checksum: 8f665815b08c108458b7f10749c5f6bb (MD5)<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)<br>Universidade Estadual Paulista (UNESP)<br>Nesse trabalho foram desenvolvidas três composições à base de Si3N4 com quantidades e tipos de aditivos diferentes, com objetivos de desenvolver cerâmicas densas de altas resistências, para posteriores testes como ferramentas de corte na usinagem de torneamento do ferro fundido cinzento, ferro fundido vermicular e a liga Ti-6Al-4V. As composições utilizaram aditivos Y2O3/Al2O3 (10%) e AlN/Y2O3 (15 e 20%), e foram sinterizadas pelo processo de sinterização normal. Em seguida foram caracterizadas quanto as propriedades físicas e mecânicas, apresentando bons resultados. Posteriormente a composição de melhores propriedades (SNYA20), foi transformada em inserto para usinagem de corte de acordo com a norma ISO 1832. Os testes de torneamento foram realizados no ferro fundido cinzento com variações de parâmentros, onde para Vc=300m/min, f=0,32mm/rot e ap=1,00mm, alcançou um comprimento de corte de 6533m, superior aos encontrados em literatura, com diminuição dos desgastes, para maiores Vc e ap. O torneamento da liga Ti-6Al-4V em alta velocidade (Vc=180m/min, f=0,10mm/rot e ap=0,50mm), alcançou comprimento de corte de Lc=466m, para um desgaste VBmax=2,20mm. No torneamento do ferro fundido vermicular, com variações de parâmetros, alcançou resultados superiores aos encontrados na literatura com ferramentas cerâmicas comercial, utilizando Vc=200mm/min, f=0,20mm/rot e ap= 0,50mm, obteve-se comprimento de corte Lc=1658m. Os resultados de usinagem obtidos nesse trabalho estão relacionados com as propriedades e fases obtidas. Entretanto alem dos resultados obtidos essas ferramentas apresentam custo em torno de 50% das comerciais e redução de 17- 20% de custo no processo, devido ao uso de fluido refrigerante e proteção ao meio ambiente.<br>In this work three compositions to base Si3N4 with amounts and types of different additives had been developed, with objective to develop dense ceramics of high strength to possible test as cutting tools in turning of gray cast iron, compacted graphite iron and titanium alloy (Ti-6Al-4V). The compositions had used additives Y2O3/Al2O3 (10%) and AlN/Y2O3 (15 and 20%), and were sinterized by process normal sintering. After sintering the physical and mechanical properties had been characterized, showing interesting results. Posterior the composition the best properties (SNYA20), was transformed into cutting tools to machining in the stand norm ISO 1832. The turning tests had been carried in gray cast iron with different parameters, where to Vc=300m/min, f=0,32mm/rev and ap=1,00mm, obtained a cut length of 6533m, achieving value superior at found in literature, with important reduction to larger cutting speed and cut depth. The turning of the Ti-6Al-4V alloy in high cutting speed (Vc=180m/min, f=0,10mm/rev and ap=0,50mm), obtained cutting length of Lc=466m, to VBmax=2,20mm. In turning compacted graphite iron, with different parameters, obtained value superior at found in literature, when utilize cutting tools ceramics of commercial materials, using for this Vc=200mm/min, f=0,20mm/rev and ap = 0,50mm. These condition obtained cut length of Lc=1658m. The results achieved in this work have been associated with the important physical and mechanical proprieties and phase of cutting tools. However the results obtained with these cutting tools present lower cost (50%) when compared with commercial cutting tools of similar material e reduction of cost in around 17-20%, because the do not use coolant, beside of protection at environment.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pre-textuais.pdf: 73538 bytes, checksum: 312651a50c92e3fa74c571281d3cdc0e (MD5) Previous issue date: 2010-06-30<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>During the last years the Compacted Graphite Iron CGI has acquired a growing placein the automobilist industry. It is used to manufacture several automotive parts, such as disk brakes, exhaust manifolds and, mainly, engine cylinder heads and blocks. Its higher strength, compared to grey cast iron, makes possible the manufacturing of cylinder blocks with higher pressure in the combustion chamber, therefore, more efficient and less pollutant. Lighter engines can be manufactured because of the thinner walls required. On the other hand, the Compacted Graphite Iron brings technological challenges for obtaining cast parts and also to machine them, because they normally reduce the tool lives during machining. This work s objective is to research the machinability of different compositions in order to obtain and alloy that can be used as a feasible alternative for manufacturing cylinder heads. The work consists, fundamentally, in the machinability evaluation of three cast iron alloys, Compacted Graphite Iron classes 450 and 350, and Grey Cast Iron class 300, through drilling tests. The machinability criterion used is the tool wear.<br>Nos últimos anos o ferro fundido vermicular tem conquistado um crescente espaço na indústria automobilística. Destina-se à fabricação de diversas peças automotivas, tais como discos de freio, coletores de escapamento e, principalmente, cabeçotes e blocos para motores. Sua maior resistência mecânica, em relação ao ferro fundido cinzento, possibilita a fabricação de motores com maiores pressões na câmara de combustão, portanto, mais eficientes e menos poluentes. Motores mais leves podem ser fabricados, em função das menores espessuras de parede necessárias. Por outro lado, o ferro fundido vermicular traz consigo desafios tecnológicos tanto para a obtenção da peça fundida quanto para a usinagem, uma vez que, normalmente, provoca redução da vida das ferramentas de usinagem. O presente trabalho objetiva pesquisar a usinabilidade de diferentes composições a fim de obter uma liga que possa ser utilizada como uma alternativa viável para a fabricação de cabeçotes de motor. O trabalho consiste, fundamentalmente, na avaliação da usinabilidade de três ligas de ferro fundido, sendo o vermicular da classe 450, da classe 350 e o cinzento da classe 300, e para tanto foram utilizados ensaios de furação de longa duração. Como critério de usinabilidade considerado foi utilizado o desgaste da ferramenta.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2007<br>Bibliografia: f. [89]-93<br>A utilização do ferro fundido vermicular, também conhecido como compated graphite iron (CG), vem se destacando na indústria automobilística mundial principalmente na fabricação de blocos e cabeçotes de motores a diesel para veículos leves. Isto se deve ao<br>Compacted graphite iron (CGI) has been an increasing demand by the automoile industry. Its widespread use is due to emissions legislation and the requiement for higher performance from smaller diesel engines. CGI shows itself as an ideal material to repla