Atrito e mecanismos de desgaste em ferramentas revestidas para conformação a frio
Autor: Amanda Figueira Tavares (Currículo Lattes)
Resumo
Processos de conformação envolvem movimento relativo entre ferramenta e peça sob a ação de elevadas pressões de contato, o que pode gerar elevado desgaste da ferramenta comprometendo a qualidade e o custo final do produto. Nesse sentido, o uso de revestimentos duros para aumentar a resistência ao desgaste de ferramentas de conformação a frio apresentam-se como uma boa alternativa. O presente trabalho analisou o comportamento e desempenho tribológico de ferramentas de conformação revestidas e não revestidas, desenvolvendo uma metodologia de caracterização das superfícies antes, durante e depois de ensaios de estiramento. Os valores de coeficiente de atrito foram correlacionados com análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de energia de raio-X (EDS) e parâmetros topográficos para identificação dos mecanismos de desgaste. Foram selecionados oito aços para ferramenta (sinterizados, laminados, fundidos e refundidos) e revestidos com três tipos de revestimentos: VN (revestimento 1), TiCrN (revestimento 2) e TiAlN (revestimento 3). A caracterização inicial das amostras via microscopia eletrônico de varredura (MEV) e interferometria ótica, identificou uma condição superficial mais rugosa para revestimentos de VN comparado com os de TiCrN e TiAlN. Os resultados dos ensaios de estiramento mostraram que o revestimento VN e TiCrN apresentaram menor coeficiente de atrito e um melhor desempenho devido à formação de uma condição tribológica mais favorável de camadas de transferências lisas e parcialmente oxidadas. O revestimento TiAlN apresentou coeficientes de atrito mais elevados e instáveis, aparentemente pela formação de protuberâncias formadas pelo material transferido, que contribuíram para o aumento do coeficiente de atrito e eventualmente levaram ao travamento entre peça e ferramenta. Considerando a influência do material da ferramenta, somente as ferramentas fundidas revestidas com VN e TiCrN apresentaram comportamento diferenciado em termos de atrito. O melhor desempenho foi atribuído para o revestimento TiCrN por apresentar menores coeficientes de atrito com valores estáveis ao longo dos ensaios e o pior comportamento foi observado para o revestimento 3, apesar de apresentar a superfície mais lisa inicialmente.