Avaliação das alterações microgeométricas decorrentes do desgaste em ferramentas de corte sobre a integridade de superfícies usinadas

Abstract

A texturização de ferramentas de usinagem, tecnologia com avanços crescentes ao longo dos últimos anos, visa promover melhorias na usinagem por meio da redução do atrito e da temperatura na zona de corte. Entretanto, a texturização de ferramentas cerâmicas é um tópico que apresenta desafios, principalmente porque a alta fragilidade e a baixa condutividade térmica desses materiais dificultam o processo de aplicação de texturas. Nesse cenário, o presente trabalho analisa os efeitos da texturização a laser na integridade da ferramenta cerâmica, bem como o seu desempenho no processo de torneamento através do desgaste da ferramenta e rugosidade das superfícies usinadas. Para isso, foram aplicados dois padrões de texturas – ranhuras paralelas e ranhuras cruzadas – com um laser pulsado de nanosegundos em ferramentas de cerâmica mista. A topografia e a seção transversal das ranhuras foram analisadas em microscópio eletrônico de varredura. Posteriormente, as duas ferramentas texturizadas e uma ferramenta convencional (sem texturização) de mesmo material foram submetidas a ensaios de torneamento em corpos de prova de aço AISI 4340 (55 HRC). Para identificar e quantificar os mecanismos de desgaste, as ferramentas foram avaliadas em microscópio de foco infinito e microscópio eletrônico de varredura, e a rugosidade da superfície dos corpos de prova usinados foi mensurada a partir de um interferômetro de luz branca. Inicialmente, as imagens das ferramentas texturizadas evidenciaram a formação de microtrincas no material em virtude da alta energia do processamento a laser. Após o torneamento, observou-se a presença de marcas abrasivas nas três ferramentas, especialmente nas ranhuras próximas ao gume das ferramentas texturizadas, e de material aderido na ferramenta com ranhuras cruzadas. Além disso, ocorreu desgaste de entalhe em todos os ensaios, sendo o mais pronunciado pertencente à ferramenta convencional. Os maiores valores e amplitude de rugosidade também estão associados à ferramenta sem texturização.