Workshop de Engenharia de Materiais
18 de novembro de 2015
Estudo comparativo entre ligas de aço usados em
facas de corte
Renato Martin de Assis
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Guaratinguetá, SP, Brasil
INTRODUÇÃO
MATERIAIS E MÉTODOS
A quebra de materiais em tamanhos menores sempre se fez presente na
necessidade do homem e isso não é diferente na indústria. No mundo da
reciclagem isso não é diferente, onde a primeira técnica usada, em muitos
casos, é a trituração dos materiais gerando frações menores e após isso
ocorrendo a separação dos materiais.
Os moinhos de facas, também conhecidos como Shredder, onde os
motores trabalham em um alto torque e baixa rotação, é muito usado para a
descaracterização de materiais muito grande. O mesmo acontece com
geladeiras, onde esse estudo foi baseado.
Os corpos de provas são ensaiados em uma máquina do tipo pino-disco
segundo a norma ASTM G 99 para analisar o desgaste, como mostrado nas
Figuras 2 (A) e (B). Já para se estudar a resistência ao desgaste, os CDPs passam
pelo ensaio Charpy, onde é medido a energia absorvida pelo impacto até o
rompimento, ilustrado nas Figuras 2 (C) e (D).
(B)
(A)
(C)
A montagem do moinho esta ilustrada na Imagem 1. Ela é constituída por
4 eixos ligados a 2 motores de 75 CV cada a uma rotação de 26 RPM nos
eixos centrais e 27 RPM nos eixos externos. Ela é composta por um jogo de
faca e contra-facas, também chamado de calço ou espaçador.
O alinhamento é feito conforme a imagem em que a sequência em um eixo
é faca, contra-faca, faca e no outro eixo é contra-faca, faca, contra-faca,
dando espaço para que o “dente” da faca tenha espaço para a rotação. Esse
dente é a parte mais importante e responsável pelo corte principal dos
materiais e é onde está sendo realizado os estudos de desgaste. Para o estudo
de impacto, não se faz necessário a retirado dos CDPs nessa região.
(D)
Figura 2: (A) Pino do ensaio de desgaste; (B) Máquina pino-disco; (C)
Dispositivo de ensaio de impacto; (D) CDP do ensaio de impacto
Os CDPs de desgaste, Figura A, são acoplados no dispositivo, Figura 2. Um
disco também é colocado no dispositivo e acionado a rodar com uma velocidade
constante. Após o ajuste da velocidade, o pino é liberado a friccionar com o disco
com uma carga também constante. Após uma determinada corrida, os CDPs são
limpos e pesados para analisar a perda mássica. O processo se repete até que se
atinja o percurso total desejado. No fim do ensaio, é gerado um gráfico de perda
mássica em função da distância percorrida.
Figura 1 - Foto da montagem das facas e contra-facas
OBJETIVOS
O objetivo desse trabalho é fazer um estudo comparativo
entre duas ligas de aços quanto a resistência ao desgaste e ao
impacto, esforços sofridos em um moinho Shredder.
Para ensaio de impacto os corpos de prova são submetidos a diferentes
temperaturas antes de se ensaiar. No presente trabalho as temperaturas são: 0º C,
temperatura ambienta, 50ºC, 75º C e 100º C, onde a temperatura de trabalho do
moinho está entre essas.
A diferença de temperatura se faz necessário em função da energia absorvida
pelo impacto variar em função da temperatura. Espera-se encontrar uma região
dúctil de fratura em todas as temperaturas.