Evaluation of different methods of cooling-lubrication in cylindrical grinding of advanced ceramic dip

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A study on the viability of minimum quantity lubrication with water in grinding of ceramics using a hybrid-bonded diamond wheel

With the currently strict environmental law in present days, researchers and industries are seeking to reduce the amount of cutting fluid used in machining. Minimum quantity lubrication is a potential alternative to reduce environmental impacts and overall process costs. This technique can substantially reduce cutting fluids in grinding, as well as provide better performance in relation to conventional cutting fluid application (abundant fluid flow). The present work aims to test the viability of minimum quantity lubrication (with and without water) in grinding of advanced ceramics, when compared to conventional method (abundant fluid flow). Measured output variables were grinding power, surface roughness, roundness errors and wheel wear, as well as scanning electron micrographs. The results show that minimum quantity lubrication with water (1:1) was superior to conventional lubrication-cooling in terms of surface quality, also reducing wheel wear, when compared to the other methods tested.

Medida de porosidade em SiC através de processamento digital de imagens.

Esforços constantes de pesquisa têm sido conduzidos na seleção de materiais, combinando propriedades de interesse (mecânicas, químicas, elétricas ou térmicas), versatilidade de uso, tempo de vida útil elevado e baixo custo de produção. A busca por materiais de elevado desempenho mecânico despertou grande interesse na pesquisa e desenvolvimento dos cerâmicos avançados com aplicações estruturais e funcionais, como o carbeto de silício. Entretanto, a porosidade ainda é vista como fator limitador do alto desempenho destes materiais visto que, acima de determinada porcentagem, reduz largamente sua resistência mecânica. Seu controle atualmente é realizado através de técnicas de alto custo, com a utilização de tomógrafos. Este trabalho buscou validar uma nova técnica, onde a porosidade foi avaliada através de processamento digital de imagens de microscopia ótica do material previamente lixado e polido em diversas profundidades, com controle dos parâmetros de lixamento e polimento. Esta nova metodologia mostrou-se apropriada e menos dispendiosa para a quantificação da porosidade do carbeto de silício, tendo sido validada para o estudo deste material.

Cerâmicas avançadas no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho utilizando a técnica da mínima quantidade de lubrificação (MQL) com rebolos diamantados

Nas últimas duas décadas, as cerâmicas avançadas têm sido exaustivamente utilizadas em aplicações na indústria devido às suas propriedades de elevada resistência ao desgaste e dureza. Entretanto, ainda se tem um alto custo agregado ao acabamento da peça. Esse acabamento geralmente é feito pelo processo de retificação, único processo economicamente viável que produz superfícies de elevada qualidade e precisão geométrica. Nesse contexto, as empresas vêm buscando a otimização no processo de retificação como, por exemplo, a redução do fluxo de fluido de corte utilizado, o que também visa atender exigências mundiais de preservação ambiental. Desta forma, este projeto pretendeu explorar a técnica da Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL) na retificação cilíndrica externa de mergulho em cerâmicas com rebolos diamantados. Foram utilizados dois métodos de refrigeração: o convencional e o MQL, com três avanços de corte para cada caso. Foram usados um bocal convencional e um bocal para o MQL, tendo este um uniformizador de saída do jato. Foram analisadas como variáveis de saída: a emissão acústica, relação G, aspecto da superfície via microscopia eletrônica de varredura (MEV), rugosidade e circularidade. Assim, embora a refrigeração convencional ainda apresente os melhores resultados em comparação com a refrigeração com MQL, esta última pode atender os requisitos necessários para diversas aplicações, em especial quando utilizadas baixas espessuras equivalentes de corte (h eq). Além disso, a técnica de MQL possui a vantagem de gerar um menor impacto ambiental em comparação com a lubrificação convencional, devido ao uso mínimo de fluido de corte cujo descarte é cada vez mais regulamentado e custoso.

Cerâmicas avançadas no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho com rebolos diamantados com a técnica da mímima quantidade de lubrificação e refrigeração otimizada

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Development of ceramic cutting tools for future application on dry machining

Advanced ceramic materials constitute a mature technology with a very broad base of current and potential applications and a growing list of material compositions. Within the advanced ceramics category, silicon nitride based ceramics are wear-resistant, corrosion-resistant and lightweight materials, and are superior to many materials with regard to stability in high-temperature environments. Because of this combination the silicon nitride ceramics have an especially high potential to resolve a wide number of machining problems in the industries. Presently the Si3N4 ceramic cutting tool inserts are developed using additives powders that are pressed and sintered in the form of a cutting tool insert at a temperature of 1850 °C using pressureless sintering. The microstructure of the material was observed and analyzed using XRD, SEM, and the mechanical response of this array microstructure was characterized for hardness Vickers and fracture toughness. The results show that Si3N4/20 wt.% (AlN and Y 2O3) gives the best balance between hardness Vickers and fracture toughness. The Si3N4/15 wt.% (AlN and Y 2O3) composition allows the production of a very fine-grained microstructure with low decreasing of the fracture toughness and increased hardness Vickers. These ceramic cutting tools present adequate characteristics for future application on dry machining. © (2010) Trans Tech Publications.

Lógica ANFIS aplicada na estimação da rugosidade e do desgaste da ferramenta de corte no processo de retificação plana de cerâmicas avançadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação de modelos neurais aplicados na estimação de parâmetros da retificação de cerâmicas avançadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Usinagem a verde voltada à melhoria da distorção e acabamento superficial de cerâmicas sinterizadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização da mínima quantidade de lubrificante (MQL) com água no processo de retificação cilíndrica em cerâmica avançada com rebolo de ligante resino cerâmico/metálico

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Síntese por reação em estado sólido de pós cerâmicos multifuncionais à base de CaCu3Ti4O12 modificados com estrôncio

The study of ceramic materials is constantly evolving, especially in research related to advanced ceramics. Once these have many applications, this paper relates to synthesis by solid state reaction of calcium copper titanate (CCTO) ceramic material means doping with strontium. The powders were characterized using thermal analysis techniques such as TG (thermogravimetry), DTA (differencial thermal analysis), dilatometry, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The compositions have submitted weight loss at around 6% with respect to carbonates used, and was attributed a temperature of 950° C to perform the calcination according to thermogravimetric analysis. After the process of calcination and milling, the particles presented approximately spherical shapes and high percentages of substitution Ca2+ with Sr2+ was evident by the presence of necks between to particles due to the milling calcination. Analyses with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) showed stoichiometries in different samples very similar to the theoretical stoichiometry

Modeling the crystallographic structure of Ho(Ni,Co,Mn)O3±δ perovskite-type manganite

Crystallographic and microstructural properties of Ho(Ni,Co,Mn)O3± perovskite-type multiferroic material are reported. Samples were synthesized with a modified polymeric precursor method. The synchrotron X-ray powder diffraction (SXRPD) technique associated to Rietveld refinement method was used to perform structural characterization. The crystallographic structures, as well as microstructural properties, were studied to determine unit cell parameters and volume, angles and atomic positions, crystallite size and strain. X-ray energies below the absorption edges of the transition metals helped to determine the mean preferred atomic occupancy for the substituent atoms. Furthermore, analyzing the degree of distortion of the polyhedra centered at the transitions metal atoms led to understanding the structural model of the synthesized phase. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was performed to evaluate the valence states of the elements, and the tolerance factor and oxygen content. The obtained results indicated a small decrease distortion in structure, close to the HoMnO3 basis compound. In addition, the substituent atoms showed the same distribution and, on average, preferentially occupied the center of the unit cell.