Estudo da obtenção e das propriedades dos filmes de TiN e TiC depositados sobre aços ferramentas AISI H13 e D2 nitretados e não nitretados. / Study of the making and properties TiC and TiN coatings deposited on AISI H13 and AISI D2 toll nitrated and not nitrated steel.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

Filmes de nitreto de titânio e carbeto de titânio foram obtidos por deposição reativa via magnetron sputtering, utilizando como gases reativos, nitrogênio e metano, respectivamente. Foram depositados filmes de TiN e TiC, primeiramente sobre substratos de aços ferramenta AISI H13 e AISI D2 temperados e revenidos. Posteriormente, realizou-se o tratamento duplex de nitretação e deposição de TiN e TiC em reator híbrido, construído durante o presente trabalho. Os revestimentos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X, espectrometria XPS e WDS e a rugosidade foi caracterizada por microscopia de força atômica. As propriedades mecânicas dos filmes foram determinadas utilizando a técnica de nanoindentação instrumentada, para avaliar a dureza(H), o módulo de elasticidade reduzido (E*), a recuperação elástica(we), a razão H/E* e a relação H3/E*2. Além disso, a adesão do filme ao substrato foi avaliada usando ensaios Rockwell e esclerometria linear. A resistência ao risco dos filmes depositados foi avaliada por nanoesclerometria instrumentada. O tratamento termoquímico de nitretação a plasma foi realizado em condições experimentais que inibem a formação da camada branca obtendo, assim, somente zona de difusão. Os resultados obtidos mostraram que quando os filmes de TiN e TiC são depositados sobre substratos não nitretados a adesão do filme cerâmico ao substrato metálico é baixa. O endurecimento do substrato, devido à nitretação a plasma, resultou em uma melhoria significativa na adesão(LC40 N) do filme de TiN sobre os substratos de aços ferramenta. Entretanto, o endurecimento prévio e o aumento da capacidade de suportar carga do substrato não constituem uma garantia de melhora de adesão do filme cerâmico ao substrato metálico. Para o filme de TiC depositado sobre aços ferramenta nitretados, a adesão(LC10 N) ao substrato foi baixa. A grande diferença entre as propriedades elastoplásticas, do filme de TiC e do substrato nitretado são as responsáveis pela baixa adesão. Este comportamento é semelhante ao observado para filmes de TiN e TiC depositados sobre os aços ferramenta não nitretados. Uma alternativa encontrada para melhorar a adesão dos filmes cerâmicos ao substrato foi a deposição de multicoberturas de TiN/TiC, depositados de modo a aumentar gradativamente os valores de H/E*, da relação H3/E*2 e da recuperação elástica obtendo, assim, um gradiente funcional destas propriedades. Em relação aos ensaios de nanoesclerometria conclui-se que a dureza não é por si só 2 determinante da profundidade residual no ensaio. Filmes com mesmo valor de dureza podem apresentar profundidades residuais diferentes. Nos ensaios de nanoesclerometria os filmes com altos valores de razão H/E*, da relação H3/E*2 e recuperação elástica possuem profundidades residuais menores.

ASSUNTO(S)

adesão duplex treatments tratamento duplex plasma adhesion propriedade plasma properties

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