Title

FLANK WEAR OF GAS NITRIDED HIGH-SPEED STEEL DURING INTERRUPTED CUTTING OF DUCTILE CAST IRON

DESGASTE DE FLANCO DE AÇO RÁPIDO NITRETADO A GÁS DURANTE O CORTE INTERROMPIDO DE FERRO FUNDIDO NODULAR

Authorship

Marmentini, Mozart Marcos; Pintaúde, Giuseppe; Beltrão, Paulo André de Camargo

Marmentini, Mozart Marcos

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Pintaúde, Giuseppe

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Beltrão, Paulo André de Camargo

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DOI

10.5151/5463-5463-17301

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Abstract

In some applications the removal of material in two or more steps is required. A special case is the interrupted cutting, which the drill is subjected to flexural moments. Nitriding can be assessed to increase the hardness and, at the same time, to preserve the bulk properties. This study analyzed the wear reduction promoted by gas nitriding process applied to high-speed steel, in a special case of interrupted cutting of ductile cast iron. A test methodology was developed to simulate an interrupted cutting of ductile cast iron. Three set of drills were tested: as-received high-speed steel (HSS), gas nitrided high-speed steel and a K10 tungsten carbide class. Along tests the average surface roughness of holes were monitored, to support the measurements of flank wear. A detailed characterization of hardness and graphite nodules distribution in ductile cast iron was performed. The flank wear (VB) was reduced in 18% due to the gas nitriding process. Similar VB results for as- received HSS and tungsten carbide drills were observed. However, the wear mechanisms were quite different for each material. For as-received HSS abrasion was predominant, while spalling at the edges were observed for carbide.

Em algumas aplicações a remoção de material em duas ou mais etapas é necessária. Um caso especial é o corte interrompido, no qual a broca está sujeita a momentos fletores. A nitretação pode ser utilizada para aumentar a dureza e, ao mesmo tempo, preservar as propriedades do núcleo. Esse estudo analisou a redução do desgaste promovido pelo processo de nitretação à gás aplicado a um aço rápido, num caso particular de furação interrompida de um ferro fundido nodular. Uma metodologia de ensaio foi desenvolvida para simular o corte interrompido. Três conjuntos de brocas foram ensaiados: aço rápido como- recebido (HSS), aço rápido nitretado à gás e metal duro da classe K10. Ao longo dos ensaios a rugosidade dos furos foi monitorada, para dar apoio às medidas de desgaste de flanco. Uma detalhada caracterização da dureza e da distribuição dos nódulos de grafita do ferro nodular foi realizada. O desgaste de flanco (VB) foi reduzido em 18% com o processo de nitretação à gás. Resultados semelhantes de VB para o aço rápido na condição de como- recebido e o metal duro foram observados. Entretanto, os mecanismos de desgaste foram muito diferetntes para cada um destes materiais. Para o aço rápido a abrasão foi predominante, enquanto que o lascamento nos cantos das brocas foi observado nas ferramentas de metal duro.

Keywords

Interrupted cutting; Drilling; Flank wear; Gas nitriding; Ductile cast iron.

Corte interrompido: Furação: Desgaste de flanco; Nitretação a gás; Ferro fundido nodular.