Title

AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA AO DESGASTE ABRASIVO DE MATERIAIS REVESTIDOS POR HVOF

EVALUATION OF THE ABRASIVE WEAR RESISTANCE OF HVOF COATED MATERIALS

Authorship

ANDRADE, JOSÉ LUIZ PENA; BRISENO, CÍNTIA BRAGA; PENAGOS, JOSÉ JIMMY; RIBEIRO, NIRVANA CECÍLIA; RENATO SILVA; VIÁFARA, CRISTIAN CAMILO

ANDRADE, JOSÉ LUIZ PENA

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BRISENO, CÍNTIA BRAGA

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PENAGOS, JOSÉ JIMMY

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RIBEIRO, NIRVANA CECÍLIA

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RENATO SILVA

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VIÁFARA, CRISTIAN CAMILO

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DOI

10.5151/2594-5327-41331

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Abstract

NESTE ESTUDO FORAM APLICADOS REVESTIMENTOS DUROS DE WC-CO POR MEIO DA TéCNICA HVOF EM AMOSTRAS DE AçOS FERRAMENTA AISI H13 E D2. A RESISTêNCIA AO DESGASTE ABRASIVO DOS MATERIAIS FOI AVALIADA DE ACORDO COM A NORMA ASTM G65 NOS AçOS COM E SEM REVESTIMENTO. O AçO D2, LIGA CARACTERIZADA PELA PRESENçA DE CARBONETOS DE CROMO EM UMA MATRIZ MARTENSíTICA, APRESENTOU DUREZA DE 678 HV30, ENQUANTO O H13, AçO MARTENSíTICO TEMPERADO E REVENIDO, 514 HV30. OS REVESTIMENTOS APRESENTARAM DUREZA DE 1300 HV30 E ESPESSURA MéDIA DE 200 E 340 µM PARA OS AçOS D2 E H13 RESPECTIVAMENTE. AS ANáLISES DE MEV/EDS REVELARAM QUE O REVESTIMENTO DE HVOF é COMPOSTO PRINCIPALMENTE POR CARBETO DE TUNGSTêNIO EM UMA MATRIZ DE COBALTO, E CARBONETOS DE CROMO DISPERSOS. OBSERVOU-SE UMA POROSIDADE MéDIA DE 6% AO LONGO DO REVESTIMENTO E RUGOSIDADE SUPERFICIAL RA DE APROXIMADAMENTE 6,4 µM. OS MATERIAIS REVESTIDOS POR HVOF APRESENTARAM RESISTêNCIA AO DESGASTE ABRASIVO SIGNIFICATIVAMENTE SUPERIOR, COM REDUçõES DE DESGASTE DE APROXIMADAMENTE 50 VEZES EM COMPARAçãO AO AçO H13 E 16 VEZES PARA O D2. ADICIONALMENTE, FOI NOTADO QUE O DESGASTE NãO ULTRAPASSOU A CAMADA REVESTIDA E HOUVE UMA DIMINUIçãO NA RUGOSIDADE (RA) PARA VALORES PRóXIMOS A 4,6 µM. ESTES RESULTADOS SãO PROMISSORES PARA APLICAçãO DE COMPONENTES REVESTIDOS COM HVOF SUJEITOS A DESGASTE ABRASIVO NA INDúSTRIA DE MINERAçãO.

IN THIS STUDY, WC-CO COATINGS WERE APPLIED IN AISI H13 AND D2 TOOL STEEL SAMPLES USING THE HVOF TECHNIQUE. THE MATERIALS' RESISTANCE TO ABRASIVE WEAR WAS EVALUATED ON COATED AND UNCOATED STEELS USING THE ASTM G65 STANDARD. D2 STEEL IS AN ALLOY CHARACTERIZED BY THE PRESENCE OF CHROMIUM CARBIDES IN A MARTENSITIC MATRIX, HAD HARDNESS OF 678 HV30, WHILE H13, A QUENCHED AND TEMPERED MARTENSITIC STEEL 514 HV30. THE COATINGS HAD A HARDNESS OF 1300 HV30 AND AN AVERAGE THICKNESS OF 200 AND 340 µM IN D2 AND H13 RESPECTIVELY. SEM/EDS TESTS REVEALED THAT THE HVOF COATING WAS MAINLY COMPOSED OF TUNGSTEN CARBIDE IN A COBALT MATRIX IN ADDITION TO THE PRESENCE OF DISPERSED CHROMIUM CARBIDES. AN AVERAGE POROSITY OF 6% WAS OBSERVED ALONG THE COATING AND SURFACE ROUGHNESS RA OF APPROXIMATELY 6.4 µM. WEAR TEST RESULTS DEMONSTRATED THAT HVOF-COATED MATERIALS EXHIBIT SIGNIFICANTLY HIGHER ABRASIVE WEAR RESISTANCE COMPARED TO UNCOATED MATERIALS, WITH MASS LOSS REDUCTIONS OF ALMOST 50 TIMES FOR THE H13 STEEL AND OF MORE THAN 15 TIMES FOR THE D2. ADDITIONALLY, WORN SURFACE ANALYSIS SHOWED THAT WEAR DID NOT EXCEED THE COATED LAYER AND THERE WAS A DECREASE IN SURFACE ROUGHNESS RA TO VALUES CLOSE TO 4.6 µM. THESE RESULTS ARE PROMISING FOR APPLICATION OF HVOF-COATED COMPONENTS SUBJECT TO ABRASIVE WEAR IN THE MINING INDUSTRY

Keywords

Revestimentos HVOF; Desgaste abrasivo; Roda de borracha ASTM G65; Aços ferramenta

HVOF coatings; Abrasive wear; Dry rubber wheel ASTM G65; Tool steels.