Orientador: Amauri Hassui

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: O sistema cobalto cromo molibdênio (Co-Cr-Mo) compõe ligas características para diversas aplicações em dispositivos médicos cujo processamento acontece de maneiras distintas. Os processos de manufatura, bem como os parâmetros utilizados nesses, promovem diferentes resultados relacionados à...

Resumo: O sistema cobalto cromo molibdênio (Co-Cr-Mo) compõe ligas características para diversas aplicações em dispositivos médicos cujo processamento acontece de maneiras distintas. Os processos de manufatura, bem como os parâmetros utilizados nesses, promovem diferentes resultados relacionados à integridade de uma superfície. Essas alterações repercutem em mudanças das propriedades da superfície e subsuperfície, as quais podem influenciar o desempenho dos componentes gerados. Neste trabalho, os efeitos dos parâmetros de usinagem foram analisados e relacionados com o desgaste da ferramenta e a integridade da superfície usinada durante o torneamento da liga de Co-Cr-Mo (ASTM F75). O trabalho foi realizado com uma composição de nove condições diferentes para as superfícies torneadas mediante a combinação de parâmetros de corte, isto é, foi usado um fatorial completo com dois fatores e três níveis. A velocidade de corte foi variada na faixa de 60, 75 e 90 m/min, o avanço de 0,08, 0,13 e 0,18 mm e a profundidade de usinagem permaneceu constante em 0,24 mm. As características medidas para avaliar a integridade superficial foram rugosidade e microdureza das superfícies torneadas. As caracterizações pré-usinagem dos corpos de prova e das ferramentas de corte foram realizadas para determinar o estado destas antes dos ensaios. Posteriormente, o torneamento foi realizado a partir do planejamento experimental. Finalmente, foram avaliados os índices de rugosidade, a microdureza, morfologia dos corpos de prova e dos insertos utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), e identificação de elementos químicos na superfície das ferramentas e peças mediante espectroscopia por dispersão de energia (EDS). De maneira geral, o torneamento na liga de cobalto ASTM F75 mostrou influência significativa na integridade superficial da liga e no desgaste da ferramenta de corte. O parâmetro de velocidade de corte de 60 m/min combinado com avanço de 0,08 mm apresentou melhor resultado para a resposta de rugosidade e desgaste em volume de material perdido pela ferramenta durante ação de corte. Em termos de alteração da microdureza, a mudança de níveis nos parâmetros estudados exibiu variação significativa apenas em relação ao corpo de prova não torneado

Abstract: Cobalt chromium-molybdenum (Co-Cr-Mo) system composes special alloys for various medical device applications, whose processing can be performed in different ways. The manufacturing processes, as well as the parameters used in them, promote different results related to surface integrity....

Abstract: Cobalt chromium-molybdenum (Co-Cr-Mo) system composes special alloys for various medical device applications, whose processing can be performed in different ways. The manufacturing processes, as well as the parameters used in them, promote different results related to surface integrity. These results cause changes in surface and subsurface properties, which may influence the performance of the generated components. In this work, the effects of machining parameters were analyzed and related to tool wear and machined surface integrity during turning of Co-Cr-Mo alloy (ASTM F75). The work was carried out using a composition of nine different conditions for the turned surfaces by combining cutting parameters, i.e., a full factorial with two factors, and three levels were used. The cutting speed varied between 60, 75 and 90 m/min, the feed rate between 0.08, 0.13 and 0.18 mm and the depth of cut remained constant at 0.24 mm. The characteristics measured to evaluate the surface integrity were roughness and microhardness in the turned surfaces. Pre-machining characterizations of specimens and cutting tools were performed to determine their condition before testing. Subsequently, the turning was performed from the experimental design. Finally, roughness, microhardness, and morphology of specimens and inserts were evaluated using scanning electron microscopy (SEM) and the identification of chemical elements on the surface of tools and workpiece by energy dispersive spectroscopy (EDS). Overall, the turning of the cobalt ASTM F75 alloy presented a significant influence on the surface integrity of the alloy and on the cutting tool wear. The cutting speed parameter of 60 m/min combined with a feed rate of 0,08 mm presented the best result in terms of surface roughness and volume of lost material by the cutting tool during the cutting action. In terms of microhardness alteration, the change of levels in the studied parameters showed significant variation only related to the as-received workpiece

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