AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO TAMANHO DOS CORPOS MOEDORES E DO TEMPO DE SINTERIZAÇÃO NO PROCESSAMENTO DO AÇO AISI D2 POR MEIO DE MOAGEM DE ALTA ENERGIA

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA

SETOR DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS

THIAGO AUGUSTIN LUCAS FERNANDES

AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO TAMANHO DOS CORPOS MOEDORES E DO TEMPO DE SINTERIZAÇÃO NO PROCESSAMENTO DO AÇO AISI D2 POR MEIO DE MOAGEM DE ALTA ENERGIA

PONTA GROSSA

2012

THIAGO AUGUSTIN LUCAS FERNANDES

AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO TAMANHO DOS CORPOS MOEDORES E DO TEMPO DE SINTERIZAÇÃO NO PROCESSAMENTO DO AÇO AISI D2 POR MEIO DE MOAGEM DE ALTA ENERGIA

Trabalho de conclusão de curso apresentado para a obtenção do título de Engenheiro de Materiais, na Universidade Estadual de Ponta Grossa.

Orientador: Prof. Msc. Selauco Vorubi Junior

PONTA GROSSA

2012

Dedico a minha mãe Célia e ao meu pai Francisco.

AGRADECIMENTOS

        Primeiramente a minha família, por todo o suporte desde o meu nascimento, ao apoio nos meus estudos, e a paciência agora durante a faculdade.

        Aos meus amigos, que sempre me apoiaram e incentivaram, além das conversas e brincadeira, que sem elas teria sido muito mais difícil passar por esse período.

        Ao professor Selauco Vurobi Júnior, por todo o apoio e dedicação durante todos os anos de curso.

O problema com o mundo é que as pessoas inteligentes estão cheias de dúvidas, enquanto os estúpidos estão cheios de confiança. (Charles Bukowski)

RESUMO

        Os aços ferramentas são fundamentais nos processos produtivos atuais, pois os mesmos são utilizados em moldes e matrizes, essenciais para a transformação da matéria-prima em produto final.

        Os aços ferramentas para processamento a frio apresentam baixa dureza a quente, portanto, sua utilização é limitada a temperaturas inferiores a 200°C. Os aços ferramenta da serie Dx, alto cromo e alto carbono, possuem elevada resistência ao desgaste, sendo muito utilizado na fabricação de moldes e matrizes.

        Apesar das elevadas propriedades mecânicas, estes aços apresentam uma microestrutura grosseira que afeta a dureza do material quando tratado termicamente.

        O presente trabalho visa estudar a influência do tamanho dos corpos moedores no refino da microestrutura do aço AISI D2 por meio de moagem de alta energia, sendo esta moagem realizada em um moinho planetário na Universidade Estadual de Ponta Grossa, e todos os experimentos foram realizados na mesma universidade.

Palavras-chave: Aço. Ferramenta. Moagem. Corpos moedores. Alta energia

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1        -        Ilustração esquemática de um moinho de bolas do tipo planetário  13

LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1        Parâmetros de moagem        18

Tabela 3.2        Cronograma        19

LISTA DE SIGLAS

PMAE        Processamento por Moagem de Alta Energia

MA        Mechanical Allooying

TTT        Transformação-Tempo-Temperatura

MEV        Microscópio Eletrônico de Varredura

SUMÁRIO

1        INTRODUÇÃO        

2        REVISÃO BIBLIOGRÁFICA        

2.1        AÇOS FERRAMENTA        

2.1.1        Aços ferramenta para trabalho a frio alto cromo e alto carbono (Série D)        

2.1.1.1  Aços ferramenta para trabalho a frio AISI D2        

2.2        MOAGEM DE ALTA ENERGIA        

2.2.1        Tipos de moinho para a moagem de alta energia.        

2.2.1.1  Moinho de bolas planetário        

2.2.1.2  Moinho Vibratório (Spex)        

2.2.1.3  Moinho Attritor        

2.2.2        Variáveis do processo de moagem        

2.2.2.1  Tamanho dos corpos moedores        

2.2.2.2  Velocidade de moagem        

2.2.2.3  Tempo de moagem        

2.2.2.4  Razão de peso entre o pó e os corpos moedores.        

2.1.3        Agentes controladores do processo (Process Control Agents – PCA)        

2.3        METALURGIA DO PÓ        

2.3.1        Compactação        

2.3.2        Sinterização        

2.4        Recozimento        

2.4.1        Recozimento Pleno        

2.4.2        Recozimento para alívio de tensões        

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1        INTRODUÇÃO

        Os aços ferramentas são considerados a base do processo produtivo, pois devido a eles, é possível a transformação da matéria-prima em produto acabado através da utilização de moldes e ferramentas; os aços ferramenta da série D apresentam elevadas propriedades mecânicas para o trabalho a frio, sendo sua aplicação restrita a temperaturas inferiores a 200°C, sendo também conhecidos como aços para trabalho a frio. Os aços ferramenta para trabalho a frio alto cromo e alto carbono, série D, são utilizados na fabricação de moldes e matrizes, por possuírem elevada resistência ao desgaste.