Title

EFEITOS DO TRATAMENTO DúPLEX POR NITRETAçãO A PLASMA E REVESTIMENTO PVD CRN/CRALTIN EM AçO-FERRAMENTA AISI H13

Effects of Duplex Treatment by Plasma Nitriding and CrN/CrAlTiN PVD Coating on AISI H13 Tool Steel

Authorship

NORA, JOÃO VITOR PIOVESAN DALLA; ERICHSEN, RAFAEL RIBEIRO; CESAR, TONY MACIEL; FRANCO, MORVAN SILVA; ORTEGA, LEANDRO BERTTONI; ROCHA, ALEXANDRE DA SILVA

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DOI

10.5151/2594-4711-42252

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Abstract

Este trabalho investigou os efeitos da nitretação a plasma aplicada previamente à deposição de revestimento PVD (physical vapor deposition) sobre o aço ferramenta AISI H13, com o objetivo de melhorar a adesão e o desempenho do revestimento. Foi adotado o tratamento dúplex, composta por nitretação a plasma seguida de revestimento CrN/CrAlTiN via PVD. Amostras com e sem a etapa de nitretação foram submetidas a análises de metalografia, microscopia óptica, rugosidade, microdureza superficial e adesão. Os resultados indicaram que o tratamento dúplex promoveu a formação de uma zona de difusão no substrato, aumento da rugosidade superficial e elevação dos valores de microdureza, sobretudo em baixas cargas, evidenciando maior sustentação de carga. Nos ensaios de adesão, observou-se significativa redução de trincas e ausência de delaminação nas amostras tratadas com o processo combinado, em contraste com as apenas revestidas. A aplicação do tratamento dúplex resultou em propriedades superiores, representando uma solução eficaz para aplicações de alto desgaste.

THIS STUDY INVESTIGATED THE EFFECTS OF PLASMA NITRIDING APPLIED PRIOR TO THE DEPOSITION OF A PHYSICAL VAPOR DEPOSITION (PVD) COATING ON AISI H13 TOOL STEEL, WITH THE AIM OF ENHANCING COATING ADHESION AND PERFORMANCE. A DUPLEX TREATMENT WAS EMPLOYED, CONSISTING OF PLASMA NITRIDING FOLLOWED BY THE DEPOSITION OF A CRN/CRALTIN COATING VIA PVD. SAMPLES WITH AND WITHOUT THE NITRIDING STEP WERE SUBJECTED TO METALLOGRAPHIC ANALYSIS, OPTICAL MICROSCOPY, SURFACE ROUGHNESS MEASUREMENT, MICROHARDNESS TESTING, AND ADHESION EVALUATION. THE RESULTS SHOWED THAT DUPLEX TREATMENT PROMOTED THE FORMATION OF A DIFFUSION ZONE IN THE SUBSTRATE, INCREASED SURFACE ROUGHNESS AND SURFACE MICROHARDNESS, PARTICULARLY UNDER LOW LOADS, INDICATING IMPROVED LOAD-BEARING CAPACITY. ADHESION TESTS REVEALED A SIGNIFICANT REDUCTION IN CRACK FORMATION AND THE ABSENCE OF DELAMINATION IN THE SAMPLES TREATED WITH THE COMBINED PROCESS, IN CONTRAST TO THOSE THAT WERE ONLY COATED. THE APPLICATION OF A DUPLEX TREATMENT RESULTED IN SUPERIOR PROPERTIES, REPRESENTING AN EFFECTIVE SOLUTION FOR HIGH-WEAR APPLICATIONS.

Keywords

Tratamento dúplex, Nitretação a plasma, PVD, Aço ferramenta AISI H13.

Duplex treatment, Plasma nitriding, PVD, AISI H13 tool steel