Principais propriedades dos revestimentos do sistema TIALVN depositados como monocamada e multicamada e análise do seu comportamento ao desgaste durante fresagem de INCONEL 718

• Main Author: Albuquerque, João Afonso Costa
• Publication Date: 2023
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.22/23200
• topic: Revestimentos monocamada TiAlVN; Revestimento multicamada TiAlN/TiAlVN; Liga de Inconel 718; Maquinagem; TiAlVN monolayer coatings; TiAlN/TiAlVN multilayered coatings; Inconel 718; Machining

O constante crescimento da indústria aeroespacial tem vindo a ser possível devido ao desenvolvimento e implementação de materiais capazes de resistir às solicitações de serviço de diferentes componentes. As ligas de níquel (Ni) são dos materiais mais utilizados nesta indústria, no entanto, possuem uma baixa maquinabilidade, o que apresenta um desafio ao seu processamento. O desenvolvimento de técnicas que melhorem a maquinabilidade destas ligas, permitindo tempos de processamento menores e tempos de vida das ferramentas maiores, é fundamental e, por isso, tem sido um ponto de interesse e estudo. Dentro das técnicas estudadas, o desenvolvimento e a aplicação de revestimentos são das áreas mais desenvolvidas, como é o caso dos revestimentos de Nitreto de titânio e alumínio (TiAlN), os quais têm sido alvo de estudo relativamente à introdução de elementos de dopagem na sua composição. Estes revestimentos dopados mostram potencial, como é o caso dos revestimentos do sistema de Nitreto de titânio, vanádio e silício (TiAlVN), e, portanto, torna-se pertinente a realização de estudos na área de maquinagem que comprovem a sua utilidade na maquinagem de ligas difíceis de maquinar. Neste estudo foram depositados dois revestimentos diferentes do sistema de TiAlN dopados com vanádio, um monocamada (TiAlVN) e uma multicamada (TiAlN/TiALVN). Os revestimentos produzidos foram analisados quanto à sua composição química, morfologia, propriedades mecânicas e resistência à oxidação. Foram também testadas ferramentas de corte, revestidas com estes filmes na fresagem de Inconel 718, para avaliar o seu desempenho durante a maquinagem. Durante os ensaios de maquinagem foram variados o comprimento de corte e o avanço das ferramentas. Os resultados das análises foram comparados de modo a determinar qual o revestimento mais eficaz e qual a influência do avanço e do comprimento de corte no desempenho da ferramenta. Ambos os revestimentos produzidos apesentam uma composição química estequiométrica e uma morfologia e estrutura semelhante. Observou-se que o revestimento multicamada teve um melhor desempenho nos ensaios de oxidação, devido à sua arquitetura e menor quantidade de vanádio. Nos ensaios de maquinagem observou-se uma relação entre os parâmetros de corte, o desgaste da ferramenta e a rugosidade superficial, sendo que quanto mais agressivos os parâmetros, maior o desgaste e, consequentemente, a rugosidade superficial. A única exceção foram os ensaios realizados a F150 e 15 m de comprimento de corte, nos quais se observou uma diminuição, tanto no desgaste das ferramentas como na rugosidade superficial da peça, possivelmente pela formação, durante condições de corte mais severas e prolongadas de V2O5que lubrifica o contacto. Concluiu-se, também, que as ferramentas revestidas pelo revestimento monocamada apresentam melhor desempenho do que as ferramentas revestidas pelo revestimento multicamada, devido a uma dureza superior e maior quantidade de vanádio. Os mecanismos de desgaste identificados foram semelhantes em todas as ferramentas, sendo que o mecanismo de desgaste principal é o desgaste abrasivo com algum desgaste adesivo.