Evaluation of AISI H13 and Cr3C2 25NiCr HVOF coatings against die soldering for aluminum high pressure die casting

• Autor(a) principal: Mayer, André Renan
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30379
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Fundição sob pressão; Corrosão e anticorrosivos; Soldagem; Desgaste mecânico; Revestimentos; Alumínio; Die-casting; Corrosion and anti-corrosives; Welding; Mechanical wear; Coatings; Aluminum; Engenharia Mecânica

Esta dissertação tem como objetivo o estudo de revestimentos de high velocity oxygen fuel (HVOF) com relação as suas propriedades para fundição sob alta pressão. Desgaste é encontrado na maioria dos processos de fabricação, e normalmente é difícil de contornar, o que não é diferente para HPDC. Ao passo que o processo ocorre, diversos mecanismos de desgaste são encontrados e o molde desgastado. Processos como nitretação e deposição física de vapor são utilizados para melhorar a qualidade superficial. Ainda assim, esses processos apenas criam uma mudança superficial, e a geometria é pouco modificada. Sendo assim, não é incomum a recuperação dessas superfícies por soldagem. Entretanto, a qualidade superficial adquirida por soldagem é distante da original. Além do mais, o estudo de revestimentos aplicados por spray térmico para HPDC é insuficiente na literatura. Como revestimento termicamente aspergido possuem uma ampla variedade de propriedades, uma grande quantia de problemas de engenharia de superfície pode ser resolvida com essa técnica. Revestimentos a base de Cr3C2 e AISI H13 foram escolhidos devido à falta de estudos em relação a seu uso para HPDC. Para comparação, AISI H13 e AISI H13 revestido com PVD de AlCrN foram utilizados. Ensaios de corrosão a quente foram realizados com o objetivo de estabelecer a performance desses revestimentos contra a liga de alumínio A383 fundido. Adicionalmente, um ensaio de soldering foi proposto. As análises de soldering mostraram uma extensiva quantia de informação com relação não apenas a mecanismos de soldering, mas também corrosão da superfície. Os mecanismos de cada superfície para soldering e corrosão foram avaliadas usando microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria por dispersão de energia de raios-x (EDE). Quanto as propriedades da superfície, em geral o revestimento de AlCrN PVD mostrou a melhor performance. Ainda assim, a mudança na concentração de nitrogênio indica a degradação do revestimento por difusão do nitrogênio. A taxa de corrosão do AISI H13 diminuiu quando aspergido por HVOF. Isso é explicado pela corrosão durante o processo de aspersão, criando óxido de ferro. Entretanto, a corrosão não homogenia criou spikes os quais aumentaram o fenômeno de soldering da superfície. A corrosão do Cr3C2 25NiCr também foi analisada, e mostrou uma pequena camada difusional. Não obstante, as forças de soldering foram elevadas. A estabilização de resistentes fases de Cr-Al-Si com pequenos spikes criaram uma forte adesão de intermetálicos.