ws NeMetrologia da Medio de Escalas de Dureza ROCKWELLPags. 01

N 46 - ano 2007

Solues completas para Metrologia DimensionalLaboratrio de Calibrao de Dureza

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O que influencia uma Medio de Dureza, RASTREABILIDADE, ERRO Pag. 02 e INCERTEZA

NOTCIAS Intertooling, Febramec e Olimpadas do Conhecimento SENAIPag. 04sobre materiais metlicos, tais como, tenso de escoamento, ductilidade e resistncia ao desgaste, e muitas outras propriedades associadas ao desenvolvimento de materiais e equivalentes prprios a aplicaes exigidas em projetos. A escala de dureza Rockwell consiste em aplicar uma carga sobre o mensurado (objeto em medio) intermediado por um penetrador padronizado (pode ser um penetrador esferocnico de Diamante ou uma esfera de ao ou Metal Duro), e mede-se o quanto esse penetrador aprofundou-se no mensurado. Para escalas normais cada unidade de dureza Rockwell equivale a 0,002mm de profundidade e para escalas de Dureza Rockwell Superficial cada unidade de dureza equivale a 0,001mm de profundidade de indentao. A tabela abaixo apresenta as vrias escalas de Dureza Rockwell.Mtodo Pr-carga Carga de Ensaio Diamante 1/ 16" 15 15 N 15 T 15 W 15 X 15 Y Tabela 1 Superficial 29,42 N (3kgf) 30 30 N 30 T 30 W 30 X 30 Y 45 45 N 47 T 45 W 45 X 45 Y 60 A F H L R Normal 98,07 N (10 Kgf) 100 D B E M S 150 C G K P V

Metrologia da Medio de Escalas de Dureza ROCKWELLum contexto de Qualidade Total devemos considerar que a Matria Prima um requisito bsico para a manufatura de componentes mecnicos de alta qualidade ou qualquer outro produto que dependa da qualidade da matria prima para a sua obteno. Dentro do universo da manufatura mecnica, aps o processo siderrgico de obteno das matrias primas, a verificao de suas qualidades em propriedades mecnicas obtida pela medio de sua dureza e os mtodos de medio mais usuais so o Rockwell, Vickers e Brinell. Neste trabalho pretendemos abordar a escala de Dureza Rockwell, enfocando a importncia da metrologia na confiabilidade dos resultados dessa medio de dureza e a sua rastreabilidade.

N

Escalas de Medio de Dureza ROCKWELLmtodo foi idealizado em 1919, por Stanley P. Rockwell, como uma ferramenta para obter de forma rpida e mais precisa valores para o controle de dureza da fbrica de rolamentos onde trabalhava. Em seguimento a sua inveno Charles H. Wilson complementou os mtodos de teste tornando-o hoje o mtodo mais amplamente utilizado para testes de aceitao e controle de processos de metais e componentes metlicos. O mtodo criado por Rockwell, inicialmente com uma ferramenta caseira pra medir valores de dureza, veio atravs dos tempos ganhando cada vez maior popularidade e acabou tornando-se uma grandeza dentro do campo da Metrologia. A medio da dureza oferece informaes importantes

Esfera

1/8" 1/4" 1/2"

Escalas de Dureza Rockwell

O

F0 1 7 2

F0 + F1

F0 5

4 3

6

O que influencia uma Medio de Dureza, RASTREABILIDADE, ERRO e INCERTEZAuitas so as influncias no processo de medio de Dureza, a forma geomtrica do indentro (penetrador), as cargas preliminares e suplementares de ensaio, a medio do comprimento de profundidade de penetrao, alm de outros parmetros no demonstrados no mtodo, mas que so inerentes do prprio mtodo, so eles: a velocidade de deposio das foras de ensaio, o tempo de permanncia dessas foras, alm de outras prticas normalmente recomendadas por normas. Todos essses parmetros tornam-se fontes de erros com conseqente influncia no resultado da medio de Dureza. Segundo a norma ISSO 6508-1:2005, e com os grandes esforos do Comit ISO TC 164, os principais aspectos a considerar no clculo de incerteza em uma medio de Dureza Rockwell, so: Repetibilidade no desempenho da Mquina de Ensaio de Dureza (ms) Reproducibilidade, incluindo a deriva do equipamento quando determinado, da Mquina de Ensaio de Dureza (b) Resoluo do medidor de comprimento de profundidade da Mquina de Ensaio de Dureza (b) Incerteza do valor mdio certificado dos padres de Dureza de referncia utilizados na calibrao da Mquina de Ensaio de Dureza (CRM) A no uniformidade em valores de Dureza na superfcie do bloco Padro de Dureza, ou do prprio mensurando (objeto de medio) (CRM) Variao da Mquina de Ensaio de Dureza em referncia ao Padro de Dureza ao qual a rastreabilidade pretendida (H) Determinao das variaes de medio da Mquina de Ensaio de Dureza (Repetibilidade durante um mesmo ensaio) (x) Correes para as variaes de medio A remanescncia de variaes na Mquina de Ensaio de Dureza aps as correes de variaes terem sido efetuadas Os valores associados s fontes de incertezas, podem variar para cada tipo de equipamento e devem ser determinadas empiricamente, ou por informaes do fabricante ou outra fonte de pesquisa que o tenha previamente determinado.

Rastreabilidaderastreabilidade um fator importantssimo na cadeia metrolgica de uma medio, talvez o mais importante para determinar a universalidade de um valor obtido por uma medio. o que nos permite expressar um resultado com uma confiabilidade de reconhecimento, da sua obrigatoriedade para um laboratrio de calibrao, sem o qual uma acreditao invalidada. Conforme a norma 6508-1:2005, a incerteza associada diretamente cadeia de rastreabilidade, e apresenta em seu anexo G: ...Demonstra a estrutura da cadeia metrolgica de quatro nveis, necessria para definir e disseminar escalas de dureza. A cadeia inicia pelo Nvel Internacional utilizando definies internacionais das vrias escalas de dureza para conduo de Intercomparaes Internacionais. Em seguida Mquinas de Padronizao Primria, ao Nvel Nacional, produzem Blocos de Referncia de Dureza para Nvel dos Laboratrios de Calibrao (Acreditados). Naturalmente, o mtodo de Calibrao Direta e verificao dessas Mquinas de Ensaio de Dureza devem ser conduzidos com a mais alta exatido possvel.Comparaes Internacionais Definies Internacionais

M

A

Mq. de Padronizao Primria

Calibrao Direta

Blocos Primrios de Referncia de Dureza

Mquina de Calibrao de Dureza

Calibrao Direta

Blocos de Dureza de Referncia

Mquina de Ensaio de Dureza

Calibrao Direta

Valores Confiveis de Medio de Dureza

Dentro do processo de Calibrao Direta, acima resumidamente apresentadas, outras complexas atividades so necessrias para atender as exigncias de rastreabilidade, e que somente com esse rigor podemos considerar que uma medio confivel, como exemplo temos o diagrama de rastreabilidade desenvolvido pelo laboratrio da Mitutoyo em sua fbrica no Brasil.

de segurana veicular e mobilidade social. Fica ainda nossa incumbncia de promover a metrologia em Dureza no meio industrial e Ensino Tcnico, para nos aperfeioarmos cada vez mais na manufatura de produtos de cada vez maior exigncia qualitativa e de segurana.-

Eng. Antonio Sergio Conejero Dr. Takashi Mizutani PhD

A situao da Cadeia Metrolgica no BrasilINMETRO, Instituto Nacional de Metrologia, detm o equipamento de Padronizao Primria para Escalas de Dureza, este equipamento especialmente desenvolvido para Institutos de Metrologia o mesmo que equipa vrios NMIs (National Metrology Institutes) nos pases mais avanados, tais como EUA, Itlia, UK, Alemanha, Canad, Austrlia, etc... Podemos ver nas figuras abaixo o equipamento j instalado nos Campus Tecnolgico do INMETRO em Xerm, RJ, o qual mantido pelo LAFOR - Laboratrio de Fora do mesmo.

Laboratrio de Calibrao de Padres de Referncia (Blocos-Padro de Dureza)

O

N

Conclusorocuramos neste trabalho focar a importncia da Metrologia para a grandeza Dureza e os ganhos percebidos, atravs do prisma Metrolgico considerando todos os aspectos caractersticos de uma medio e principalmente da Estrutura de uma Cadeia Metrolgica, que em sua hierarquia podem trazer, ou alavancar ainda mais, qualidade do nosso produto manufaturado. Estamos engatinhando no assunto Dureza, em relao aos pases do primeiro mundo, que j esto em estgios avanados em relao ao mesmo, inclusive em algumas consideraes na Europa, pelo OIML (Organizao Internacional de Metrologia Legal), que caracteriza a Dureza como uma grandeza a ser monitorada como Metrologia Legal, devido sua importncia em requisitos

P

a Mitutoyo, em Suzano-SP, o Laboratrio de Metrologia acreditado para Calibrao de Blocos Padro de Dureza, alm do IPT, que so hoje os dois nicos laboratrios capacitados para esse servio de calibrao e acreditados pelo INMETRO/CGCRE. O laboratrio da Mitutoyo acreditado desde 2002, e na ocasio o INMETRO ainda no possuia a Mquina de Padronizao Primria, razo pela qual no diagrama de Rastreabilidade anteriormente apresentado, o NIST serviu como referncia para o processo de acreditao do laboratrio. Para Escalas de Dureza, ento as comparaes foram efetuadas, sob a coordenao do INMETRO, contra o equipamento do NIST (National Institute of Technology dos EUA) e, que o mesmo equipamento que hoje possui o INMETRO. Da na cadeia de Rastreabilidade do laboratrio da Mitutoyo constar a Mquina de Padronizao Primria do NIST, e que em breve ser modificado, com a entrada definitiva do equipamento do INMETRO em operao. A Mquina de Calibrao de Blocos-Padro de Dureza, ou nvel secundrio na hierarquia da Cadeia Metrolgica, pode ser vista na figura abaixo.

Notcias 2007Intertooling 2007 Congresso Internacional de Tecnologia de Ferramentais No perodo de 24 a 27 de Julho, ocorreu a Intertooling Brasil 2007 - Feira e Congresso Internacional de Tecnologia de Ferramentais. O evento foi realizado no Centro de Exposies Imigrantes em So Paulo. Em um estande de 50m, a Mitutoyo apresentou seus principais produtos, entre os quais o Sistema de Medio Optico Quick Scope, bem como a Mquina de Medir Tridimensional Manual BRM443, um projeto totalmente brasileiro. FEBRAMEC 2007 No dia 14 a 18 de Agosto no pavilho da festa da Uva em Caxias do Sul - RS ocorreu a FEBRAMEC 2007, Feira Brasileira da Mecnica. A Mitutoyo esteve presente com seu estande de 50 m, recebendo seus Clientes, fornecedores e parceiros para apresentar sua completa linha de produtos nacionais e importados, alm de toda sua estrutura de servios como Calibrao acreditado RBC, assistncia tcnica, Consultoria, Solues de Engenharia e Treinamento.

Olimpadas do Conhecimento SENAI 2007 No dia 16 a 19 de agosto ocorreu no Pavilho de Exposies do Anhembi em So Paulo SP a edio 2007 da Olimpada do Conhecimento promovida pelo SENAI. Um mega evento reunindo os melhores alunos e professores para promover o crescimento profissional e a qualidade de ensino tcnico. Mais uma vez a Mitutoyo patrocinou este grande evento disponibilizando no somente Mquinas de Medir Coordenadas Tridimensional bem como Projetores de Perfil, mas tambm uma equipe tcnica para colaborar nas provas e demonstraes de novos equipamentos.

Encontro com a tripulao da Espaonave Russa SOYUZ TMA-8 Sr. Takashi Mizutani (Diretor Presidente da Mitutoyo), Marcos Pontes (Primeiro Astronauta Brasileiro), Pavel Vinogradov (Astronauta Russo), Jeffrey Willians (Astronauta Norteamericano) e Sr. Custdio (Presidente do Conselho Diretor da Mitutoyo), durante o encerramento da edio 2007 da Olimpada do Conhecimento promovida pelo SENAI.Colaboradores:Depto. Tcnico Eng. Antonio Sergio Conejero Dr. Takashi Mizutani PHD Marketing Robinson Miki Cristiano Aguiar Arte: Fabio B. Riston Impresso e Acabamento: Jos Antnio Cruz, Luiz Fernando www.mitutoyo.com.br