Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma

Abstract

O desenvolvimento de materiais inteligentes tem crescido intensamente, no qual as várias pesquisas e avanços que permitiram o emprego de matérias na forma de atuadores, conhecidos como atuadores com efeito memória de forma (EMF). As Ligas com efeito memória de forma constituírem materiais metálicos especiais capazes de recuperar deformações pseudoplásticas de elevada intensidade, por intermédio de um simples aquecimento. O objetivo principal deste trabalho é estudar aspectos envolvidos na preparação, fabricação e caracterização de ligas (Ti50Ni50-XCux), com variação dos teores de cobre, para verificar a influência deste na microestrutura e propriedades termoelásticas, na aplicação de uma arruela ondulada para geração de força (aumento de pré-carga) aplicada em rolamentos, garantindo maior vida útil do mesmo. As ligas Ti50Ni50- XCux foram preparadas considerando cinco diferentes adições de cobre: 5,10, 15, 20 e 25 at.%. Foram escolhidos 2 tipos de arruela uma de chapa e outra de fio e com dimensões comerciais. Para a fabricação das mesmas optou-se pelos processos de fundição de precisão: Plasma Skull Push-Pull (PSPP), e para fundir as ligas e fusão por indução com injeção por centrifugação (FIC) para fundir as arruelas, utilizando moldes de resina feitos em impressão 3D, os quais se mostraram bastante eficazes. Foram realizados ensaios de caracterização para determinar as propriedades térmicas e mecânicas das ligas. Os principais resultados obtidos foram que as 5 ligas podem ser fabricadas pelo processo de fundição a plasma, e as arruelas das mesmas também apresentaram bons resultados para se trabalhar em temperaturas acima da ambiente em um sistema de pré-carga devido ao EMF. Foi constatado a partir de ensaios de DRX, MEV E MO a presença de alguns precipitados, os mapas de microdureza comprovaram que a fundição é homogênea e a caracterização termomecânica indicaram que com o aumento do teor de cobre nas ligas aumentaram as temperaturas de transformações como também houve a diminuição da histerese. Finalmente as ligas obtiveram transformações de fase em apenas um estágio B2-B19’, isto faz com que essas ligas tenham alto potencial para aplicação na fabricação de arruelas onduladas.