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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Desgaste abrasivo de revestimentos cralsin multicamada/gradiente
Other Titles: Abrasion wear of multilayered/gradient cralsin coatings
metadata.dc.creator: Teles, Vinícius Carvalho
metadata.dc.contributor.advisor1: Silva Junior, Washington Martins da
metadata.dc.contributor.referee1: Mello, José Daniel Biasoli de
metadata.dc.contributor.referee2: Souza, Roberto Martins de
metadata.dc.description.resumo: Revestimentos depositados pela técnica PVD têm sido utilizados para melhorar a resistência ao desgaste de contatos severos em diferentes sistemas tribológicos. Diversos trabalhos mostraram avanços nas propriedades mecânicas ao utilizar revestimentos multicamada e gradiente, devido a sua maior resistência ao crescimento de trincas e melhor aderência. Durante a estampagem, ocorre o desgaste na superfície da ferramenta devido ao deslizamento entre a ferramenta e a peça. A manutenção das ferramentas de estampagem envolve o polimento da mesma, ou, no caso de desgaste muito severo, sua substituição. Revestimentos duros têm sido utilizados em ferramentas de estampagem para minimizar os custos e tempo de operação. Em testes de desgaste por deslizamento em revestimentos CrAlSiN depositados por PVD em aço ferramenta, evidenciaram mecanismos de desgaste abrasivo na superfície desgastada, aparentemente causados por partículas duras geradas durante esse desgaste. Nesse trabalho, a resistência ao desgaste abrasivo desses revestimentos foi investigada. O efeito do acabamento superficial do substrato, da arquitetura do revestimento, da composição química e da espessura foram analisados. Dois projetos de revestimento foram utilizados: revestimento em multicamadas e em gradiente de composição química. Em todas as amostras, a composição química inicial, na interface com o substrato, foi mantida constante e a composição química (razão entre CrN/AlSi) variou até sua superfície. A tenacidade do revestimento foi estudada utilizando esclerometria com carga progressiva. Foram utilizados testes de microabrasão com partículas abrasivas de SiC e SiO2. A resistência à abrasão mostrou uma correlação direta com o produto da carga crítica e dureza. Às taxas de desgaste do revestimento multicamada foram maiores que as do revestimento gradiente. Em testes de abrasão com SiC o revestimento com maior teor de AlSi na superfície apresentou menor coeficiente de desgaste. Ao utilizar SiO2 como partícula abrasiva, os resultados de kc se mostraram indiferente para todos os revestimentos.
Abstract: PVD coatings have been used to improve the wear resistance of severe contacts in different tribological systems. Related works showed advantages in mechanical properties of multilayered and graded films due to their resistance to crack growth and better adhesion. During stamping, sliding between sheet metal and forming tool damages their surfaces. Maintenance of stamping tools involves polishing the tool edge, or, in case of severe damage, replacement of the tool. Hard coatings have been used on stamping tools in order to minimize these costly and time consuming operations. Sliding wear tests of CrAlSiN coatings applied by PVD onto tool steel have evidenced the occurrence of abrasive mechanisms on the worn surfaces, apparently caused by wear debris. In this work, the abrasion wear resistance of these coatings was investigated. The effect of substrate surface finish, coating architecture, coating composition and thickness was analyzed. Two different coating designs were used: multilayered and gradient coatings. In all the samples, the initial composition at the interface with the substrate was kept constant and the surface composition (CrN/AlSi ratio) was varied. The toughness of the coating was investigated by progressive load scratch tests. Free-ball microabrasion tests were carried out using SiC and SiO2. The wear resistance presented direct correlation to the product of the critical load and surface hardness. The wear rates of the multilayered coatings were higher than those of the gradient coatings. In microabrasion tests with SiC showed that coatings with higher concentration of AlSi near the surface presented the lowest wear rates. The gradient coatings had higher hardness and toughness than multilayer coating. When using SiO2 as abrasive particle the kc values showed indifferent to all coatings.
Keywords: Microabrasão
PVD
CrAlSiN
Revestimento multicamada
Revestimento gradiente
Microabrasion test
Gradient coating
Multilayer coating
Desgaste mecânico
Revestimentos
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Citation: TELES, Vinícius Carvalho. Abrasion wear of multilayered/gradient cralsin coatings. 2014. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14969
Issue Date: 3-Sep-2014
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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