Projeto de matriz de extrusão para processo de deformação severa – Equal Channel Angular Pressing (ECAP)
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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí
Resumo
Das abordagens utilizadas para melhorar as propriedades mecânicas de metais leves, o Equal Channel Angular Pressing (ECAP) mostra-se uma das mais promissoras. Ao se forçar um corpo de prova através de um canal com uma grande mudança de direção provoca-se o refinamento dos grãos em escalas micrométricas. Uma das vantagens de utilização desse método é sua facilidade de implementação, requerendo poucos equipamentos. Dos diferentes designs para a construção de matrizes para deformação severa por ECAP, o design de pastilhas intercambiáveis é o mais versátil, permitindo a realização de diferentes ensaios ao se trocar o ângulo de extrusão mantendo a maior parte da estrutura da matriz. O projeto iniciou-se com a avaliação da influência dos múltiplos fatores que influenciam o processo de ECAP, utilizando a teoria de falhas mecânicas para dimensionar os componentes da matriz. Optou-se pelo dimensionamento de um canal com ângulo de extrusão de 90°, que deve promover uma deformação equivalente média de 0,94 por passe. As pastilhas intercambiáveis, o punção e as laterais devem ser construídas em AÇO 4340, os parafusos, porcas e arruelas devem ser da classe 10.9 com 10 mm de diâmetro. A base pode ser construída em aço 1020 pois não sofre tantos esforços. A carga máxima a não exceder foi calculada com base no menor coeficiente de segurança do conjunto, que ocorre no punção, e é de 136476 N. A pré-carga mínima aplicável aos parafusos deve ser de 22858,2 N e deve ser aplicada com a utilização de um torquímetro. É possível utilizar outros ângulos de extrusão desde que maiores que 90° e resultará em uma menor deformação equivalente por passe.
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Keywords
Projeto, Matriz, ECAP