Avaliação da Refrigeração de Corte Criogênica na Usinagem CNC do Aço Inoxidável Martensítico AISI 420

Abstract

A utilização de materiais com difícil usinabilidade, como aços inoxidáveis, tem crescimento constantemente nos setores industriais aeroespacial, biomedicina, alimentícia e naval. O calor gerado durante operações de usinagem tem relação direta com o parâmetro de corte, e sendo adotada a alta temperatura, impõe-se limitações para aumento da produtividade. O calor gerado é dissipado em todos os elementos envolvidos,  acelerando o processo desgaste da aresta de corte. Este estudo analisou um método mais eficiente para refrigeração de corte, por meio do desenvolvimento de um trocador de calor para resfriar o fluido, no caso, ar comprimido tratado com nitrogênio líquido. Para testes de usinagem foram fixados parâmetros de corte, tempo de usinagem, e variado o método de refrigeração de corte entre a seco e com ar comprimido refrigerado. A refrigeração de corte criogênica ocorreu em temperatura inferior a -20°C, onde o jato de ar comprimido refrigerado e o vapor de nitrogênio do reservatório foram direcionados para o flanco do inserto. Os dados experimentais demonstram que a refrigeração de corte criogênica promoveu redução de desgaste da aresta de corte, na usinagem de torneamento externo do aço inoxidável martensítico AISI 420, no estado de temperado e revenido, com dureza de 35HRC. Também foi observada uma estabilização de integridade superficial, relacionada diretamente com a redução na temperatura interna do inserto. A refrigeração de corte criogênica não promoveu alterações microestruturais do material usinado. Conclui-se pela viabilidade técnica do método de refrigeração criogênica, dado o aumento na vida útil do inserto, e a redução do passivo ambiental.