Num contexto de Qualidade Total devemos considerar que a Matéria Prima é um requisito básico para a manufatura de componentes

mecânicos de alta qualidade ou qualquer outro produto que dependa da qualidade da matéria prima para a sua obtenção.

Dentro do universo da manufatura mecânica, após o processo siderúrgico de obtenção das matérias primas, a verificação de suas qualidades em propriedades mecânicas é obtida pela medição de sua dureza e os métodos de medição mais usuais são o Rockwell, Vickers e Brinell.

Neste trabalho pretendemos abordar a escala de Dureza Rockwell, enfocando a importância da metrologia na confiabilidade dos resultados dessa medição de dureza e a sua rastreabilidade.

sobre materiais metálicos, tais como, tensão de escoamento, ductilidade e resistência ao desgaste, e muitas outras propriedades associadas ao desenvolvimento de materiais e equivalentes próprios a aplicações exigidas em projetos.

A escala de dureza Rockwell consiste em aplicar uma carga sobre o mensurado (objeto em medição) intermediado por um penetrador padronizado (pode ser um penetrador esferocônico de Diamante ou uma esfera de aço 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 indentação. A tabela abaixo apresenta as várias escalas de Dureza Rockwell.

Ométodo foi idealizado em 1919, por Stanley P. Rockwell, como uma ferramenta para obter de forma rápida e mais precisa valores para o controle

de dureza da fábrica de rolamentos onde trabalhava. Em seguimento a sua invenção Charles H. Wilson comple-mentou os métodos de teste tornando-o hoje o método mais amplamente utilizado para testes de aceitação e controle de processos de metais e componentes metálicos.

O método criado por Rockwell, inicialmente com uma ferramenta caseira pra medir valores de dureza, veio através dos tempos ganhando cada vez maior popularidade e acabou tornando-se uma grandeza dentro do campo da Metrologia.

A medição da dureza oferece informações importantes

Carga de Ensaio

Esfera

Escalas de Mediçãode Dureza ROCKWELL

Metrologia daMedição de Escalasde Dureza ROCKWELL

NewsNewsSoluções completas para Metrologia Dimensional

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Metrologia da Mediçãode Escalas de Dureza ROCKWELL

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NOTÍCIASIntertooling, Febramec e Olimpíadas do Conhecimento SENAI

Laboratório de Calibraçãode Dureza

Metrologia daMedição de Escalasde Dureza ROCKWELL

Escalas de Mediçãode Dureza ROCKWELL

Diamante

Método

Pré-carga

1/ 16"

1/8"

1/4"

1/2"

F0 F0 F0 + F1

1

2

3

4

5

6 7

15 N

15 T

15 W

15 X

15 Y

Tabela 1

15

Nº 46 - ano 2007

Superficial

29,42 N (3kgf)

30 N

30 T

30 W

30 X

30 Y

Escalas de Dureza Rockwell

30

45 N

47 T

45 W

45 X

45 Y

45

60

A

F

H

L

R

98,07 N (10 Kgf)

Pag. 03

Pag. 04

Normal

100

D

B

E

M

S

150

C

G

K

P

V

O que influencia uma Medição deDureza, RASTREABILIDADE, ERROe INCERTEZA

O que influencia uma Medição deDureza, RASTREABILIDADE, ERRO eINCERTEZA

Muitas são as influências no processo de medição de Dureza, a forma geométrica do indentro (penetrador), as cargas preliminares e

suplementares de ensaio, a medição do comprimento de profundidade de penetração, além de outros parâmetros não demonstrados no método, mas que são inerentes do próprio método, são eles: a velocidade de deposição das forças de ensaio, o tempo de permanência dessas forças, além de outras práticas normalmente recomendadas por normas.

Todos essses parâmetros tornam-se fontes de erros com conseqüente influência no resultado da medição de Dureza.

Segundo a norma ISSO 6508-1:2005, e com os grandes esforços do Comitê ISO TC 164, os principais aspectos a considerar no cálculo de incerteza em uma medição de Dureza Rockwell, são:

• Repetibilidade no desempenho da Máquina de Ensaio de Dureza (ms)• Reproducibilidade, incluindo a deriva do equipamento quando determinado, da Máquina de Ensaio de Dureza (b)• Resolução do medidor de comprimento de profun-didade da Máquina de Ensaio de Dureza (b) • Incerteza do valor médio certificado dos padrões de Dureza de referência utilizados na calibração da Máquina de Ensaio de Dureza (CRM)• A não uniformidade em valores de Dureza na superfície do bloco Padrão de Dureza, ou do próprio mensurando (objeto de medição) (CRM)• Variação da Máquina de Ensaio de Dureza em referência ao Padrão de Dureza ao qual a rastreabilidade é pretendida (H)• Determinação das variações de medição da Máquina de Ensaio de Dureza (Repetibilidade durante um mesmo ensaio) (x)• Correções para as variações de medição• A remanescência de variações na Máquina de Ensaio de Dureza após as correções de variações terem sido efetuadas

Os valores associados às fontes de incertezas, podem variar para cada tipo de equipamento e devem ser determinadas empiricamente, ou por informações do fabricante ou outra fonte de pesquisa que o tenha previamente determinado.

A rastreabilidade é um fator importantíssimo na cadeia metrológica de uma medição, talvez o mais importante para determinar a universalidade de

um valor obtido por uma medição. É o que nos permite expressar um resultado com uma confiabilidade de reconhecimento, daí sua obrigatoriedade para um laboratório de calibração, sem o qual uma acreditação é invalidada.

Conforme a norma 6508-1:2005, a incerteza é associada diretamente à cadeia de rastreabilidade, e apresenta em seu anexo G:

“...Demonstra a estrutura da cadeia metrológica de quatro níveis, necessária para definir e disseminar escalas de dureza. A cadeia inicia pelo Nível Internacional utilizando definições internacionais das várias escalas de dureza para condução de Intercomparações Internacionais. Em seguida Máquinas de Padronização Primária, ao Nível Nacional, produzem Blocos de Referência de Dureza para Nível dos Laboratórios de Calibração (Acreditados). Naturalmente, o método de Calibração Direta e verificação dessas Máquinas de Ensaio de Dureza devem ser conduzidos com a mais alta exatidão possível.”

O que influencia uma Medição deDureza, RASTREABILIDADE, ERRO eINCERTEZA

RastreabilidadeRastreabilidade

Valores Confiáveis deMedição de Dureza

Calibração Direta

Calibração Direta

Calibração Direta

Máq. dePadronização Primária

DefiniçõesInternacionais

ComparaçõesInternacionais

Blocos Primários deReferência de Dureza

Blocos de Durezade Referência

Máquina de Ensaiode Dureza

Máquina deCalibração de Dureza

Dentro do processo de Calibração Direta, acima resumidamente apresentadas, outras complexas atividades são necessárias para atender as exigências de rastreabilidade, e que somente com esse rigor podemos considerar que uma medição é confiável, como exemplo temos o diagrama de rastreabilidade desenvolvido pelo laboratório da Mitutoyo em sua fábrica no Brasil.

A situação da Cadeia Metrológica no BrasilA situação da CadeiaMetrológica no Brasil

OINMETRO, Instituto Nacional de Metrologia, detém o equipamento de Padronização Primária para Escalas de Dureza, este equipamento especial-

mente desenvolvido para Institutos de Metrologia é o mesmo que equipa vários NMIs (National Metrology Institutes) nos países mais avançados, tais como EUA, Itália, UK, Alemanha, Cana-dá, Austrália, etc...

Podemos ver nas figuras abaixo o equipamento já instalado nos Campus Tecno-lógico do INMETRO em Xerém, RJ, o qual é mantido pelo LAFOR - Laboratório de Força do mesmo.

-

Laboratório de Calibração dePadrões de Referência(Blocos-Padrão de Dureza)

Laboratório de Calibração dePadrões de Referência(Blocos-Padrão de Dureza)

Na Mitutoyo, em Suzano-SP, o Laboratório de Metro-logia é acreditado para Calibração de Blocos Padrão de Dureza, além do IPT, que são hoje os dois únicos

laboratórios capacitados para esse serviço de calibração e acreditados pelo INMETRO/CGCRE. O laboratório da Mitutoyo é acreditado desde 2002, e na ocasião o INMETRO ainda não possuia a Máquina de Padronização Primária, razão pela qual no diagrama de Rastreabilidade anteriormente apresentado, o NIST serviu como referência para o processo de acreditação do laboratório.

Para Escalas de Dureza, então as comparações foram efetuadas, sob a coordenação do INMETRO, contra o equipamento do NIST (National Institute of Technology dos EUA) e, que é o mesmo equipamento que hoje possui o INMETRO.

Daí na cadeia de Rastreabilidade do laboratório da Mitutoyo constar a Máquina de Padronização Primária do NIST, e que em breve será modificado, com a entrada definitiva do equipamento do INMETRO em operação.

A Máquina de Calibração de Blocos-Padrão de Dureza, ou nível secundário na hierarquia da Cadeia Metrológica, pode ser vista na figura abaixo.

ConclusãoConclusão

Procuramos neste trabalho focar a importância da Metrologia para a grandeza “Dureza” e os ganhos percebidos, através do prisma Metrológico

considerando todos os aspectos característicos de uma medição e principalmente da Estrutura de uma Cadeia Metrológica, que em sua hierarquia podem trazer, ou alavancar ainda mais, à qualidade do nosso produto manufaturado.

Estamos engatinhando no assunto Dureza, em relação aos países do primeiro mundo, que já estão em estágios avançados em relação ao mesmo, inclusive em algumas considerações na Europa, pelo OIML (Organização Internacional de Metrologia Legal), que caracteriza a Dureza como uma grandeza a ser monitorada como Metrologia Legal, devido à sua importância em requisitos

de segurança veicular e mobilidade social.Fica ainda nossa incumbência de promover a metrologia

em Dureza no meio industrial e Ensino Técnico, para nos aperfeiçoarmos cada vez mais na manufatura de produtos de cada vez maior exigência qualitativa e de segurança.

Eng. Antonio Sergio Conejero

Dr. Takashi Mizutani PhD

FEBRAMEC 2007

No dia 14 a 18 de Agos-to no pavilhão da festa da Uva em Caxias do Sul - RS ocorreu a FEBRAMEC 2007, Feira Brasileira da Mecânica. A Mitutoyo esteve presente com seu estande de 50 m², recebendo seus Clientes, fornecedores e parceiros para apre-sentar sua completa linha de produtos nacionais e importados, além de toda sua estrutura de ser-viços como Calibração acreditado RBC, assistência técnica, Consultoria, Soluções de Engenharia e Treinamento.

Intertooling 2007 Congresso Internacional de Tecnologia de Ferramentais

No período de 24 a 27 de Julho, ocor-reu a Intertooling Brasil 2007 - Feira e Congresso Interna-cional de Tecnologia de Ferramentais. O evento foi realizado no Centro de Exposições Imigrantes em São Paulo. Em um estande de 50m², a Mitutoyo apresentou seus principais produtos, entre os quais o Sistema de Medição Optico Quick Scope, bem como a Máquina de Medir Tridimensional Manual BR-M443, um projeto totalmente brasileiro.

Olimpíadas do Conhecimento SENAI 2007

No dia 16 a 19 de agosto ocorreu no Pa-vilhão de Exposições do Anhembi em São Paulo - SP a edição 2007 da Olimpíada do Conhe-cimento promovida pelo SENAI. Um mega evento reunindo os me-lhores alunos e profes-sores para promover o crescimento profissional e a qualidade de ensino técnico. Mais uma vez a Mitutoyo patrocinou este grande evento disponibilizando não somente Máquinas de Medir Coordenadas Tridimensional bem como Projetores de Perfil, mas também uma equipe técnica para colaborar nas provas e demonstrações de novos equipamentos.

Colaboradores:Depto. Técnico

Eng. Antonio Sergio Conejero

Dr. Takashi Mizutani PHD

Marketing

Robinson Miki

Cristiano Aguiar

Arte: Fabio B. Riston

Impressão e Acabamento:

José Antônio Cruz, Luiz Fernando

www.mitutoyo.com.br

Notícias 2007

Encontro com a tripulação da Espaçonave Russa SOYUZ TMA-8

Sr.

durante o encer-ramento da edição 2007 da Olimpíada do Conhe-cimento promovida pelo SENAI.

Takashi Mizutani (Diretor Presidente da Mitutoyo), Marcos Pon-tes (Primeiro Astro-nauta Brasileiro), Pavel Vinogradov (Astronauta Russo), Jeffrey Willians (Astronauta Norte-americano) e Sr. Custódio (Presidente do Con-selho Diretor da Mitutoyo),