Title

ANáLISE NUMéRICA EXPERIMENTAL PARA DETERMINAR A EFICIêNCIA DE LUBRIFICANTES INDUSTRIAIS NO PROCESSO DE TREFILAçãO.

EXPERIMENTAL-NUMERICAL ANALYSIS TO DETERMINE THE EFFICIENCY OF INDUSTRIAL LUBRICANTS IN WIRE DRAWING PROCESS

Authorship

Silveira, Helena Bonow; Santos, Thomas Gomes dos; Rosiak, André; Wermuth, Diego Pacheco; Schaeffer, Lírio

Silveira, Helena Bonow

I am this author

Santos, Thomas Gomes dos

I am this author

Rosiak, André

I am this author

Wermuth, Diego Pacheco

I am this author

Schaeffer, Lírio

I am this author

DOI

10.5151/2594-4711-40298

Downloads

Abstract

O processo de trefilação consiste na deformação indireta causada pelo tracionamento do material através de uma ferramenta com geometria cônica. O processo é comumente realizado a frio, tornando crucial a seleção de lubrificantes eficientes. No caso de uma lubrificação deficiente, o risco de falhas tanto das ferramentas quanto do fio produzido é elevado. Neste estudo, foram trefiladas barras de aço AISI 1020 recozido utilizando três diferentes lubrificantes industriais. Durante o processo, valores da força de trefilação foram registrados e utilizados para a determinação do coeficiente de atrito desenvolvido em cada condição de lubrificação. Simulações numéricas foram realizadas para aprofundar as discussões. A partir dos resultados experimentais e numéricos, analises qualitativas e quantitativas foram realizadas para cada condição. Dentre os diferentes lubrificantes utilizados neste estudo o Estearato de Zinco foi o que apresentou o menor valor da força de trefilação, chegando a 18,8 kN seguido do Lub A e B atingindo valores de 20 kN e 20,6 kN respectivamente. os modelos numéricos apresentaram ótima aproximação aos valores da força obtida nos experimentos. Os valores encontrados tanto pela análise numérica quanto pelo modelo empírico para o coeficiente de atrito levaram a concluir que dentre os lubrificantes utilizados o Estearato de Zinco foi o que apresentou a maior eficiência de lubrificação para os experimentos aqui abordados.

Drawing is a manufacturing process that consists of indirect deformation by pulling the material through a tool with a conical geometry. The process is usually performed at room temperature (cold forming), so the selection of effective lubricants is critical. If lubrication is inadequate, there is a high risk that both, tool and the manufactured wire, will fail. In this study, annealed AISI 1020 steel rods were drawn and the effectiveness of three different industrial lubricants was tested. During the process, the drawing force values were recorded and used to determine the friction coefficient that developed under each lubrication condition. Numerical simulations were performed to further understand the process. Based on the experimental and nu- merical results, qualitative and quantitative analysis were performed for each condition. Among the different lubricants used in this study, zinc stearate showed the lowest value for drawing force, 18.8 kN, followed by Lub A and B with values of 20 kN and 20.6 kN, respectively. The numerical models showed excellent approxima- tion to the force values determined in the tests. The values for the coefficient of friction obtained by both the numerical analysis and the empirical model indicate that zinc stearate has the highest lubricating effect among the lubricants focused on this study.

Keywords

Trefilação, Conformação mecânica, Atrito, Lubrificante.

Drawing; Efficiency; FEM analysis; Friction; Cold forming.