Evolução da topografia superficial e fenômenos tribológicos em chapas laminadas a frio submetidas a ensaio de atrito plano com ferramentas revestidas com PVD
Autor: Priscila Fagundes Leal (Currículo Lattes)
Resumo
O processo de estampagem implica em contato direto metal-metal entre ferramenta e peça sendo essencial a presença do atrito para que a conformação ocorra. Com isto, o desgaste peça-ferramenta torna- se inevitável, mesmo que natural, para que o processo aconteça. De forma auxiliar no controle do atrito e do desgaste no processo de estampagem, ferramentas de conformação a frio foram retificadas e submetidas à 3 tipos de revestimentos: Revestimento 1(VN), Revestimento 2 (TiCrN) e Revestimento 3 (TiAlN). O presente trabalho teve o intuito de analisar os fenômenos tribológicos ocorridos nas chapas ensaiadas contra ferramentas com e sem revestimento. Primeiramente, foi constatada através de espectrofotômetro, ensaio de dureza Vickers e imagem obtida via microscopia ótica o tipo de chapa laminada que foi extraída da bobina laminada NBR5915 utilizada para a realização dos ensaios de atrito, sendo sugerido pelos resultados obtidos que a chapa é um aço carbono SAE 1020. Foi realizada a caracterização inicial das amostras de chapas não ensaiadas, retiradas diretamente da bobina e das chapas ensaiadas contra as ferramentas com e sem revestimento via microscopia eletrônica de varredura (MEV) e via espectroscopia de dispersão de raio-X (EDS), sendo confirmada a hipótese de que as imagens observadas para as chapas ensaiadas contra ferramentas sem revestimento acompanhariam as características dos substratos das ferramentas, ocorrendo galling em algumas chapas. Arrancamento e transferência de material também foram observados. Já as chapas ensaiadas contra as ferramentas revestidas tiveram como desgaste características mais provenientes dos revestimentos, sendo o desgaste não tão severo quando das chapas ensaiadas contra as ferramentas não revestidas. Entretanto, para as chapas ensaiadas contra revestimento 1, observou-se arrancamento de material e presença de pequenos debris, assim como para os revestimentos 2 e 3, em menor proporção. A topografia superficial das chapas também foi quantificada por microscopia confocal invertida de varredura a laser. Os parâmetros de superfície evidenciaram, no geral, uma condição mais rugosa (parâmetro Sq) para as chapas ensaiadas contra ferramentas sinterizadas e posteriormente retificadas (não revestidas). O parâmetro Sz não apresentou variações estatisticamente significativas para as chapas, bem como os valores de Sbi. Os parâmetros Sku e Ssk apresentaram valores maiores para as chapas ensaiadas sem revestimento retificadas por processo de fundição. Resumindo, tanto a microscopia eletrônica de varredura quanto a microscopia confocal evidenciaram algum efeito do substrato das ferramentas não revestidas na morfologia das chapas ensaiadas, mas para as ferramentas revestidas as diferenças de morfologia nas chapas não foram significativas.