The effect of nitride and titanium carbonitride coatings on wearing of cold forming tools

 

Cássio Aurélio Suski, Carlos Augusto Silva de Oliveira

 

Departamento de Engenharia Mecânica - Universidade Federal de Santa Catarina

Florianópolis - SC Brasil

cassio_suski@hotmail.com

 

ABSTRACT

This research studies the effects of plasma-nitriding and titanium carbonitriding mixtures on the wearing resistance of mechanical forming dies for special fixing elements manufacturing. The main focus is the abrasion wear rate, characterized by the friction between the surfaces of the raw material and die.

Three different configurations were used for the VF 800AT steel dies, chosen among the ones that had shown high waste rates before coating.

Industry and laboratory trials were performed to compare the wear behavior.

The coated dies had better results in contrast with others. The plasma-nitriding dies (with a small white layer) showed lower wear resistance (higher wear rate) when compared with titanium carbonitriding dies. That was caused by the excellent hardness of the titanium carbonitriding and the good adherence.

Key-words: Nitriding, carbonitriding, steel VF 800AT, white layer.

 

RESUMO

Este trabalho teve por objetivo estudar o efeito do tratamento de nitretação por plasma e do revestimento de carbonitreto de titânio sob o aspecto de resistência ao desgaste de matrizes de conformação mecânica de elementos especiais de fixação. O enfoque principal está centrado na taxa de desgaste por abrasão, caracterizado pelo atrito de elementos interfaciais entre as superfícies da matéria-prima e da matriz.

Foram utilizadas três matrizes de VF 800AT diferentes, das quais duas apresentavam desgaste excessivo antes do tratamento ou revestimento superficial, e uma apresentava problemas de fratura.

As propriedades mecânicas foram avaliadas através de ensaios de estereoscopia, dureza, microdureza, rugosidade, metalografia óptica e eletrônica de varredura e controle dimensional por carta de Controle Estatístico de Processo - C.E.P..

No estado tratado por nitretação a plasma, as matrizes (com camada branca bastante reduzida) apresentaram menor resistência ao desgaste (maior taxa de desgaste), ao passo que a maior resistência ao desgaste foi das matrizes com revestimento de carbonitreto de titânio. Isto foi atribuído a excelente dureza do elemento titânio, juntamente com seu poder de aderência, em contraste com a fragilidade da camada branca formada pela nitretação a plasma .

Palavras-chave: nitretação a plasma, carbonitreto de titânio, VF 800AT, camada branca.

 

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