Title

Resistência à microabrasão de aços ferramenta tratados por arquiteturas combinadas de nitretação, duplex nitretação/PVD-AlCrN e Plenus Duty/ZrO₂ – Parte II – avaliação do aço VC131

Microabrasion resistance of tool steels treated by combined architectures of nitriding, duplex nitriding/PVD-AlCrN, and Plenus Duty/ZrO₂ – Part II – Evaluation of VC131 steel

Authorship

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

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DETTMER, BRENDA SIMONE SCHLESENER

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DALCIN, RAFAEL LUCIANO

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SCHEUER, CRISTIANO JOSÉ

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DOI

10.5151/5463-5463-43203

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Abstract

Este trabalho corresponde à Parte II de uma série dedicada à avaliação preliminar da resistência ao desgaste microabrasivo de aços ferramenta tratados por arquiteturas superficiais combinadas. Nesta etapa, avaliou-se o aço VC131 em seis condições: sem tratamento, nitretado, revestido com Plenus Duty, nitretado + Plenus Duty, nitretado + PVD-AlCrN e nitretado + PVD-AlCrN + Plenus Duty. Os ensaios de microabrasão foram realizados pelo método de esfera rotativa livre, utilizando esfera de aço AISI 52100, suspensão abrasiva de alumina, cargas de 0,1 N, 0,4 N e 0,5 N e distâncias de deslizamento de 500 m, 1000 m e 1500 m. Os resultados indicaram que o VC131 apresenta elevada resistência abrasiva intrínseca, associada à maior dureza e à presença de carbonetos primários, o que tornou menos pronunciadas as diferenças entre as condições sem tratamento, Plenus Duty, nitretada e nitretada + Plenus Duty quando comparadas ao aço H13. Ainda assim, as superfícies tratadas reduziram a severidade das crateras e o sulcamento abrasivo. As menores taxas de desgaste foram obtidas nas arquiteturas contendo PVD-AlCrN, com ou sem Plenus Duty, indicando maior eficiência da rota nitretada + PVD-AlCrN e atuação complementar do Plenus Duty na estabilização da interface tribológica.

This work corresponds to Part II of a series dedicated to the preliminary evaluation of the microabrasive wear resistance of tool steels treated with combined surface architectures. In this stage, VC131 steel was evaluated under six conditions: untreated, nitrided, coated with Plenus Duty, nitrided + Plenus Duty, nitrided + PVD-AlCrN, and nitrided + PVD-AlCrN + Plenus Duty. Microabrasion tests were performed using the free-ball rotating method, with an AISI 52100 steel ball, alumina abrasive slurry, normal loads of 0.1 N, 0.4 N, and 0.5 N, and sliding distances of 500 m, 1000 m, and 1500 m. The results indicated that VC131 exhibits high intrinsic abrasive wear resistance, associated with its higher hardness and the presence of primary carbides, which made the differences among the untreated, Plenus Duty-coated, nitrided, and nitrided + Plenus Duty conditions less pronounced when compared with H13 steel. Nevertheless, the treated surfaces reduced the severity of the wear craters and abrasive grooving. The lowest wear rates were obtained for the architectures containing PVD-AlCrN, with or without Plenus Duty, indicating the higher efficiency of the nitrided + PVD-AlCrN route and the complementary role of Plenus Duty in stabilizing the tribological interface.

Keywords

Desgaste microabrasivo, Aço ferramenta VC131, Nitretação a plasma, PVD-AlCrN, Plenus Duty/ZrO₂

Microabrasive wear, VC131 tool steel, Plasma nitriding, PVD-AlCrN, Plenus Duty/ZrO₂