Influência da texturização laser na vida de ferramentas de torneamento revestidas por CVD e PVD

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Neves, Davi
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614222
Resumo: Orientador: Anselmo Eduardo Diniz
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spelling Influência da texturização laser na vida de ferramentas de torneamento revestidas por CVD e PVDInfluence of laser texturing on tool life of PVD coated tool and CVD coated tool in turningTorneamentoUsinagemRevestimentosAdesãoTurningMachiningCoatingAdhesionOrientador: Anselmo Eduardo DinizTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Uma característica dos revestimentos aplicados nas ferramentas de corte é a adesão. A adesão deficiente libera particulados duros e abrasivos resultantes da fragmentação prematura do revestimento, acelerando o desgaste das superfícies em contato. Na texturização, um laser de pulsos curtos e de alta frequência provoca, na interação com a superfície, uma mudança das propriedades advinda da fusão e ablação de material. Neste processo podem ocorrer a limpeza e a texturização simultâneas da superfície, dependendo da energia do pulso laser. Nesta tese foi avaliada a efetividade da texturização a laser como alternativa ao jateamento na preparação da superfície do substrato de ferramenta de metal duro antes da aplicação do revestimento. Após uma análise prévia dos efeitos do laser sobre o metal duro, dois conjuntos de substratos, um adequado a revestimento CVD e outro adequado a revestimento PVD, foram extraídos do processo produtivo antes do jateamento que antecede a aplicação do revestimento. Texturizados a laser em quatro diferentes condições, os substratos foram posteriormente recobertos com os respectivos filmes de PVD TiAlN e CVD TiCN+Al2O3+TiN. Comparadas com ferramentas convencionais, as ferramentas texturizadas a laser e revestidas por PVD foram superiores em testes de indentação e ensaios de torneamento. As ferramentas texturizadas a laser e revestidas por CVD apresentaram um desempenho inferior nos ensaios de indentação e torneamento. A comparação dos mecanismos de desgaste das ferramentas mostra que a texturização não elimina os mecanismos atuantes na ferramenta, mas altera a relação de importância na formação de seus desgastes. A texturização a laser não eliminou os defeitos produzidos pelo processo CVD na ferramenta, tornou-os mais graves, o que fez com que a ferramenta texturizada a laser apresentasse vida menor que a ferramenta convencional. Por outro lado, em ferramentas PVD, a ancoragem proporcionada pela maior rugosidade da superfície texturizada aumentou a adesão do revestimento com o substrato e, consequentemente, aumentar a vida da ferramentaAbstract: Adhesion is one of the most important coating characteristics on cutting tools. Poor coating adhesion on the tool makes possible the coating fragmentation and the release of hard and abrasive particles. These particles interact with the tool surfaces accelerating tool wear. In texturing, a high frequency short pulse laser changes surface characteristics generating molten material and ablation. The surface cleaning and texturing can simultaneously occur, depending on the laser pulse energy. This thesis evaluated the effectiveness of laser texturing as an alternative to sand blasting for substrate surface preparation for tool surface coating. After a preliminary examination of laser surface cemented carbide interaction, two sets of substrates, a CVD coating suitable substrate and a PVD coating suitable substrate were taken from production process before blasting to coating application. These substrates were laser textured in four different conditions and then subsequently coated with the respective CVD TiCN+Al2O3+TiN film and PVD TiAlN film. The PVD coated laser texturized tool showed higher performance on indentation tests and turning tests in benchmark with conventional tools. The CVD coated laser-texturized tool was outperformed by conventional tools in the indentation test and turning test. The comparative evaluation of tool wear mechanisms shows that the texturing does not alter the wear mechanisms, but it changes the importance of them in tool wear. Therefore, laser texturizing did not eliminate the defects produced by the CVD process on the tool, instead, it made them more aggressive, what caused the laser texturized tool to have shorter life than the conventional one. On the other hand, in the PVD coated tools the anchoring caused by the higher roughness of the texturized surface could increase the coating adhesion on the substrate and, consequently, to increase tool lifeDoutoradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutor em Engenharia Mecânica[s.n.]Diniz, Anselmo Eduardo, 1959-Novaski, OlívioRobert, Maria HelenaLima, Milton Sérgio FernandesUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASNeves, Davi2010info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf194 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614222NEVES, Davi. Influência da texturização laser na vida de ferramentas de torneamento revestidas por CVD e PVD. 2010. 194 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614222. 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