Professor do Campus Timóteo do CEFET-MG publica artigo em revista de ótimo fator de impacto sobre Estudos Tribológicos em Processos de Conformação de Chapas Metálicas

Quarta-feira, 27 de setembro de 2023

Última modificação: Quarta-feira, 27 de setembro de 2023

Timóteo, 27 de setembro de 2023 – O professor Valmir Dias Luiz, membro do Departamento de Metalurgia e Química do Campus Timóteo do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG), acaba de publicar mais um artigo em parceria com pesquisadores poloneses na revista Acta Metallurgica Slovaca, no volume 29, número 3, páginas 123 a 129. O artigo intitulado “EXPERIMENTAL DETERMINATION OF THE DRAW BEAD COEFFICIENT OF FRICTION OF CuZn SHEETS IN SHEET METAL FORMING PROCESSES” lança luz sobre um aspecto crucial da conformação de chapas metálicas: o efeito do atrito.

Resumo da Pesquisa

A pesquisa do professor Valmir Dias Luiz em parceira com Tomasz Trzepieciński e Marcin Szpunar focou na importância dos freios de estampagem na conformação de chapas metálicas, os quais são usadas para controlar o fluxo do metal em áreas específicas da matriz de estampagem. O valor do coeficiente de atrito no freio de estampagem desempenha um papel fundamental na resistência desejada ao deslocamento da chapa. O estudo apresenta resultados de testes experimentais para determinar o coeficiente de atrito em um freio de estampagem, usando um tribotestador especialmente desenvolvido.

Os materiais testados incluíram chapas de latão CuZn37, CuZn30 e CuZn10 em diferentes estados de encruamento. As investigações foram conduzidas em amostras com diferentes rugosidades e velocidades de deslizamento. Além disso, os testes foram realizados em condições de atrito seco e com lubrificação da superfície da chapa com óleo máquina LAN-46. As relações entre os parâmetros do processo e o valor do coeficiente de atrito foram analisadas por meio de análise de variância (ANOVA). Descobriu-se que o coeficiente de atrito diminui com o aumento da rugosidade média das amostras de referência. A lubrificação reduziu o atrito em cerca de 6,2% a 29,8%, dependendo da qualidade da chapa testada e da velocidade de deslizamento.

Os resultados desse trabalho sobre o coeficiente de atrito  de chapas de CuZn no freio de estampagem permitiram tirar conclusões significativas:

• O coeficiente de atrito das chapas diminui com o aumento da rugosidade média da superfície das amostras de referência, uma observação válida para ambas as condições de atrito consideradas.
• Como esperado, a lubrificação da superfície da chapa resultou em uma redução no coeficiente de atrito. No entanto, a eficácia da lubrificação depende do tipo de material da amostra.
• Em geral, o aumento na velocidade de deslizamento teve o efeito de reduzir o valor do coeficiente de atrito.
• Materiais endurecidos por deformação a frio podem apresentar uma ligação metálica adesiva mais forte do que aqueles caracterizados por baixa resistência à tração e baixa tendência ao endurecimento. Metais mais macios em contato com uma ferramenta relativamente dura tendem a achatar ou deformar fortemente as asperezas da superfície. Dessa forma, a superfície da chapa fica suscetível à aderência e, consequentemente, o coeficiente de atrito aumenta.
• O fator de entrada mais influente encontrado no intervalo de experimentação foi o tipo de contato (valor F de 276,55), seguido pela velocidade de deslizamento (valor F de 222,55) e pelo parâmetro de rugosidade Ra (valor F de 130,74) das amostras de referência. O parâmetro Ra das amostras de referência teve um impacto proporcional no coeficiente de atrito para os três materiais incluídos no experimento, enquanto a velocidade de deslizamento teve menor influência nas alterações no coeficiente de atrito do CuZn30 z4.
• Maior eficiência de lubrificação foi encontrada para um parâmetro Ra de 0,32 µm nas amostras de referência.

A pesquisa do professor Valmir Dias Luiz não apenas contribui para a compreensão dos aspectos tribológicos em processos de conformação de chapas metálicas, mas também estreita a parceira com pesquisadores e instituições renomadas de outros países. Além dos resultados da presente pesquisa, o professor Valmir Dias Luiz publicou recentemente os resultados de outro trabalho correlato (https://sciendo.com/article/10.2478/adms-2023-0011). Estudos desta natureza influenciam positivamente a indústria metalúrgica e de conformação de chapas metálicas, levando assim a melhorias significativas na eficiência e na qualidade dos produtos finais obtidos. De acordo com o professor, “estes resultados ainda podem ser utilizados como dados de entrada para melhorar a simulação computacional de processos de conformação de chapas metálicas”.

Projeto e construção de um tribossimulador

Recentemente, ainda dentro deste contexto, o Professor Valmir Dias Luiz projetou e construiu um tribossimulador (ver foto na figura 1 a seguir) capaz de investigar experimentalmente a estampabilidade de chapas metálicas sob diferentes tipos de contato. De acordo com o professor, este tipo de equipamento possibilita que diferentes tipos de estudos sejam conduzidos em chapas metálicas com diversas aplicações, tal como a determinação do coeficiente de atrito em diferentes áreas de uma peça estampada, desgaste, caracterização e desempenho de lubrificantes e revestimentos superficiais, retorno elástico, processamento inadequado e fratura de materiais metálicos, estudos de blanks soldados, limite de deformação plástica, dente outras possibilidades. Além deste equipamento, um Grupo de Pesquisa em Materiais e Metalurgia – GPM vinculado ao CNPQ (dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/3956038991577004) foi cadastrado com o intuito de alavancar a produção científica com os diferentes materiais produzidos regionalmente.

O CEFET-MG parabeniza o professor por sua pesquisa e seu impacto relevante na comunidade acadêmica e industrial.

A publicação possui DOI: 10.36547/ams.29.3.1780 e pode ser acessada por completo pelo link https://journals.scicell.org/index.php/AMS/article/view/1780/866