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Título: Análise da adesão de filmes depositados por PVD sobre o aço H13 com diferentes tratamentos térmicos
Autor(es): Cordoni, Lucas Azzolini
Kunzel, Ricardo Nesello
Orientador(es): Villanova, Rodrigo Lupinacci
Palavras-chave: Aço - Tratamento térmico
Adesão
Aço - Testes
Nitruração
Metais - Extrusão
Engenharia mecânica
Steel - Heat treatment
Adhesion
Steel - Testing
Nitriding
Metals - Extrusion
Mechanical engineering
Data do documento: 11-Dez-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: CORDONI, Lucas Azzolini; KUNSEL, Ricardo Nesello. Análise da adesão de filmes depositados por PVD sobre o aço H13 com diferentes tratamentos térmicos. 2017. 156 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: Moldes para injeção e extrusão de alumínio são feitos em sua maior parte a partir de aço para trabalho a quente, dentre os quais um dos mais utilizados é o AISI H13. Para melhorar a vida útil dos moldes são aplicados tratamentos de superfície na cavidade interior. Os tratamentos mais utilizados são a nitretação ou o duplex, no qual após a nitretação é aplicado um filme por deposição física a vapor (PVD). Sabe-se que para o aço nitretado existe influência da dureza do substrato metálico na resistência ao desgaste. Entretanto, não se encontram estudos sobre a influência da dureza do aço para tratamentos duplex, os fabricantes recomendam durezas que seriam ideais para o aço nitretado, mas não necessariamente para um tratamento duplex. O presente trabalho objetiva analisar a diferença de adesão de um filme PVD para amostras de aço AISI H13 em diferentes condições de revenimento e espessura de camada nitretada. Foram utilizadas três temperaturas de revenimento, e três condições de superfície, uma com nitretação de aproximadamente 0,05mm de espessura, outra com 0,09mm e uma condição sem nitretação, com o PVD aplicado direto sobre o metal. O filme aplicado foi o de nome comercial Lumena, do fabricante Oerlikon Balzers, composto por TiAlN. Foi comprovado para os parâmetros estudados que quanto maior a camada nitretada maior a adesão do filme PVD, e que para uma mesma espessura de camada a maior dureza do substrato resulta em melhor adesão do filme. Como resultado secundário percebe-se que a rugosidade tem tendência de aumentar após a nitretação e se regularizar depois da aplicação de um filme por PVD.
Abstract: Injection and aluminum extrusion molds are produced in its majority with hot work steels, amongst which one of the most utilized is the AISI H13. In order to improve the service life of the molds, surface treatments of the interior cavity. The most common treatments are nitriding or duplex, in which, after the nitriding, a PVD coating is applied. It is known that, for the nitride steel, there is an influence of the metallic substrate hardness on the wear resistance, but there are no studies about the influence of the steel hardness for duplex treatments. Manufacturers recommend ideal hardness for nitride steel, but not necessarily for duplex treatments. The following work’s objective is to analyze the adhesion difference of a PVD coating for AISI H13 steel samplesunder different tempering temperature and nitride layer thickness. It was utilized three tempering temperatures and three surface conditions, one with a nitride layer thickness of approximately 0,05mm, one with 0,09mm thickness and one without any nitriding, which had the PVD coating applied directly to the tempered steel. The PVD coating applied was the one commercially named Lumena, supplied by Oerlikon Balzers, which is composed by TiAlN. It was proved for the studied parameters that the thicker the nitride layer, the higher is the adhesion of the PVD film, and that, for the same nitride thickness, a higher substrate hardness results in a better adhesion of the coating. As secondary findings, it was perceived that the roughness has the tendency to increase after nitriding, and regularize itself with the PVD coating application.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9593
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