Estudo do comportamento ao desgaste do revestimento TIALN\DLC em ferramentas de corte, na fresagem de ligas de cobre-berílio - AMPCOLOY® 83

• Main Author: Freitas, Fábio Rafael da Silva
• Publication Date: 2023
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.22/23824
• topic: Revestimentos TiAlN/DLC; Ferramentas de corte; Revestimentos PVD; Maquinagem; AMPCOLOY® 83; Ligas de Cobre-Berílio; TiAlN/DLC coatings; Cutting tools; PVD coatings; Machining; Copper-Beryllium alloys

O crescimento exponencial da indústria da maquinagem e as suas necessidades, impulsionou nos últimos anos o desenvolvimento de novas tecnologias de fabrico, tipos de ferramentas de corte mais avançadas, e o desenvolvimento de novos revestimentos que permitam estender o tempo de vida das ferramentas. Às ferramentas de maquinagem, têm sido estudadas e implementadas novas soluções de revestimentos, que proporcionam baixo coeficiente de atrito e lubrificação, potenciando um aumento do seu tempo de vida. Seguindo essa linha de raciocínio, torna-se pertinente desenvolver trabalho científico que vise estudar o comportamento de ferramentas de corte revestidas com filmes finos que promovam baixo atrito e elevada lubrificação. É este o caso dos revestimentos do sistema DLC - Diamond like carbon films, os quais promovem boa resistência à oxidação e elevadas velocidades de maquinagem, propriedades presentes nos revestimentos de TiAlN - Nitreto de Titânio Alumínio. Assim, pretendeu-se estudar o efeito de um revestimento depositado em multicamada (TiAlN/DLC) sobre fresas, para estudar o seu rendimento de corte durante a fresagem de uma liga de CobreBerílio, designada comercialmente como AMPCOLOY®83. A qualidade da superfície maquinada foi avaliada e o desgaste da ferramenta de corte estudado. O revestimento depositado sobre as fresas foi caracterizado relativamente à sua espessura, estrutura, composição química, morfologia, propriedades mecânicas e adesão ao substrato. Tal como esperado, as observações SEM mostraram que o revestimento é composto por duas camadas e transição gradiente entre essas mesmas camadas. A dureza e o módulo de Young do revestimento mostrou ser 5.6 GPa e 93.2 GPa, respetivamente. De acordo com os ensaios de adesão por deslizamento (Scratch Test), apresentaram falha adesiva FC2 na ordem dos 35 N, e um padrão de fissuração aceitável, do tipo HF2, segundo a Norma VDI 3198: 1991, para testes de indentação. Os ensaios de fresagem foram realizados variando a velocidade de avanço, velocidade de corte e o comprimento de corte. Os parâmetros de corte de referência foram escolhidos tendo em conta trabalhos anteriores e as indicações do fabricante. Após fresagem, as ferramentas revestidas e não revestidas foram observadas em microscópio eletrónico e os mecanismos de desgaste avaliados. Além disso, o volume de desgaste da fresa foi avaliado, bem como a rugosidade superficial da peça maquinada. As ferramentas revestidas apresentaram um melhor desempenho do que as ferramentas não revestidas, para quaisquer que fossem as condições e parâmetros de corte utilizados. Além disso, a rugosidade superficial obtida na peça maquinada foi sempre menor nos ensaios realizados com as fresas revestidas. O desgaste apresentado nas ferramentas revestidas foi menor do que o das ferramentas não revestidas.