As propriedades obtidas pela pré-nitretação sob plasma, seguida do revestimento PVD, são resultado da divisão de funções entre substrato/ camada nitretada/revestimento e da combinação das melhores propriedades de cada componente no conjunto. A melhoria de desempenho é de interesse especial para aplicações em condições complexas de solicitação térmica, química e mecânica, especialmente em ferramentas. (10,11) Sabe-se que a presença da camada de compostos na interface entre o revestimento TiN e a zona de difusão afeta de maneira adversa as propriedades tribológicas. Atualmente, a nitretação sob plasma com baixo potencial de nitrogênio na mistura gasosa é utilizada em trata-
INTRODUÇÃOA tecnologia de engenharia de superfície na geração de superfícies dúplex, combinando nitretação sob plasma e revestimento PVD (Plasma Assisted Physical Vapor Deposition), tem encontrado aplicação crescente na indústria como forma de elevar as propriedades tribológicas de componentes de aço.(1-4) Estas superfícies podem ser obtidas pela nitretação e revestimento em um mesmo reator, processo híbrido (3,(5)(6)(7)(8)(9) ou por um tratamento de duas etapas, com a pré-nitretação sob plasma seguida do revestimento PVD, processo descontínuo.(4) O tratamento dúplex produz uma superfície com um revestimento de TiN fino, duro com elevada resistência térmica, química e ao desgaste, suportado por uma camada espessa e endurecida pelas reações de nitretação. Frequentemente, este conjunto é denominado superfície dúplex.
UTILIZAÇÃO DA NITRETAÇÃO SOB PLASMA COMO PRÉ-TRATAMENTO AO REVESTIMENTO TIN-PVD NA GERAÇÃO DE SUPERFÍCIES DÚPLEX NO AÇO AISI H13
ResumoEste trabalho apresenta o estudo da adesão de revestimentos de TiN-PVD em aço ferramenta para trabalho a quente tipo AISI H13, após pré-tratamento de nitretação sob plasma. A nitretação sob plasma foi conduzida a 520°C, sob diferentes misturas gasosas e tempos. Após a nitretação sob plasma as amostras foram revestidas com TiN. A adesão do TiN foi avaliada pelo método de indentação Daimler-Benz. As cargas críticas de ensaio (L C ) foram avaliadas após o trincamento do revestimento (L C1 ) e após a delaminação (L C2 ). A adesão do revestimento é dependente das propriedades mecânicas da camada nitretada na região da interface. A adesão aumenta quando a relação H/E e o grau de recuperação elástica da camada nitretada torna-se próximo ao do TiN. Palavras-chave: Nitretação por plasma; Superfícies; Revestimento; Adesão.
USE OF PLASMA A NITRIDING PRE-TREATMENT AND TIN-PVD FOR GENERATION OF DUPLEX SURFACE ON AISI H13 STEEL AbstractCoating adhesion on hot work tool steels type AISI H13 after plasma pre-nitriding treatment is studied. Nitriding treatments were carried out at 520°C using different gas mixtures and time. After plasma nitriding surfaces were TiN coated by PVD. Adhesion was evaluated using Daimler-Benz indentation method. Critical failure loads (L C ) were determined for coating cracking (L C1 ) and coating delamination (L C2 ). Coating adhesion is dependent on the mechanical properties of the pre-...