Title

Avaliação do desgaste por deslizamento A seco de revestimentos nanoestruturados à base de zircônia em aços ferramenta VC131, VF800 e H13

Evaluation of dry sliding wear of zirconia-based nanostructured coatings on VC131, VF800 and H13 tool steel

Authorship

DALCIN, RAFAEL LUCIANO; DETTMER, BRENDA SIMONE SCHLESENER; SANTOS, BRUNA KARINE DOS; SCHEUER, CRISTIANO JOSÉ

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DETTMER, BRENDA SIMONE SCHLESENER

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SANTOS, BRUNA KARINE DOS

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SCHEUER, CRISTIANO JOSÉ

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DOI

10.5151/5463-5463-43189

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Abstract

Este estudo avaliou o desempenho tribológico dos aços ferramenta VC131, VF800 e H13 revestidos com um revestimento nanoestruturado à base de óxidos metálicos contendo zircônia. O comportamento tribológico foi investigado por meio de ensaios pino-sobre-disco em condições de deslizamento a seco, realizados à temperatura ambiente sob cargas normais de 2, 5 e 10 N. O coeficiente de atrito (COF), a perda de massa e a morfologia das trilhas de desgaste foram utilizados para caracterizar o desempenho dos materiais. Os resultados indicaram uma tendência de menores valores de coeficiente de atrito (COF) e menor perda de massa para as amostras revestidas em comparação aos substratos sem revestimento, sugerindo uma melhora na resistência ao desgaste sob as condições avaliadas. As análises morfológicas indicaram que o revestimento atuou de forma eficaz na mitigação dos mecanismos de desgaste abrasivo e adesivo, resultando em trilhas de desgaste menos severas e mais homogêneas. Foram observadas diferenças no comportamento tribológico entre os aços ferramenta avaliados. No entanto, devido à proximidade entre vários dos valores médios de atrito e desgaste obtidos, tais diferenças devem ser interpretadas como tendências observadas dentro das condições experimentais investigadas. Os resultados indicam que revestimentos nanoestruturados à base de zircônia apresentam potencial como uma alternativa tecnicamente viável para reduzir o atrito e severidade do desgaste em ferramentas empregadas em processos de conformação mecânica.

This study evaluated the tribological performance of VC131, VF800, and H13 tool steels coated with a zirconia-based nanostructured metallic oxide coating. The tribological behavior was investigated through pin-on-disc tests under dry sliding conditions, carried out at room temperature under normal loads of 2, 5, and 10 N. The coefficient of friction (COF), mass loss, and wear track morphology were used to characterize the performance of the materials. The results indicated a tendency toward lower COF values and reduced mass loss for the coated samples compared with the uncoated substrates, suggesting improved wear resistance under the tested conditions. Morphological analyses revealed that the coating acted effectively in mitigating abrasive and adhesive wear mechanisms, resulting in less severe and more homogeneous wear tracks. Differences in tribological behavior were observed among the evaluated tool steels. However, considering the proximity of several average friction and wear values, these differences should be interpreted as tendencies observed under the investigated conditions. The results indicate that zirconia-based nanostructured coatings have potential as a technically viable alternative for reducing friction and wear severity in tools used in metal forming processes.

Keywords

Aço ferramenta VC131, Aço ferramenta VF800, Aço ferramenta H13, Revestimentos nanoestruturados à base de zircônia, Desgaste por deslizamento à seco

VC131 tool steel, VF800 tool steel, H13 tool steel, Zirconia-based nanostructured coatings, Dry sliding wear