Caracterização De Amostras De H13 Nitretadas a Baixas Pressões Com Diferentes Misturas Gasosas

Abstract

ResumoA nitretação a plasma em baixas pressões e posterior deposição de filmes finos pode aumentar consideravelmente a resistência ao desgaste de matrizes de forjamento feitas de aço ABNT H13. A nitretação promove uma maior sustentação de carga e melhor adesão do filme fino, desde que não ocorra formação de uma camada branca. A realização de um processo integrado de nitretação a plasma em baixas pressões, seguido de deposição de filmes finos, traz vantagens de custo energético e de menor contaminação da amostra, sendo mais recomendável que processos convencionais. Neste contexto, foram estudadas diferentes combinações de composição gasosa, para nitretar um aço ABNT H13 em baixas pressões em uma câmara de triodo industrial IP35L/TECVAC. Os resultados indicam que é possível a não formação de camada branca para uma combinação de parâmetros de nitretação de 450°C, atmosfera de nitrogênio puro e pressão de 2 x 10 -3 mbar. Essa combinação de parâmetros torna não necessária a utilização de gases de apoio como o argônio e hidrogênio, comuns em nitretações a maiores pressões. Palavras-chave: Nitretação por plasma; Tratamento de superfície; Aço ABNT H13. CHARACTERIZATION OF H13 SAMPLES NITRIDED AT LOW PRESSURE WITH DIFFERENT GASOUS MIXTURES AbstractLow pressure plasma nitriding followed by thin film deposition may greatly increase the resistance to wear of forging dies made of ABNT H13. Nitriding provides the die with a higher capacity to sustain loads and a better adhesion for the film as long as there is no formation of a compound layer. The possibility of an integrated low pressure nitriding/ film deposition process has advantages such as lower energetic input and also provides lesser sample contamination. In this context, different combinations of gasous composition for the process were studied in order to nitride an ABNT H13 steel in a triode industrial IP35L/TECVAC equipment. Results show that it is possible to avoid the formation of the composite layer if a combination of 450°C, pure nitrogen atmosphere and a pressure of 2 x 10 -3 mbar is used. This parameter configuration allows nitriding of the samples without the need to use support gases such as argon and hydrogen, which is a common practice in higher pressure nitridings. Key words: Plasma nitriding; Surface treatment; ABNT H13 steel. INTRODUÇÃOTratamentos de superfície como a nitretação a plasma e deposição de filmes finos são comumente empregados em componentes de grande valor agregado, como matrizes de forjamento a quente e matrizes para injeção de alumínio. Esses tratamentos aumentam a resistência ao desgaste desses componentes,(1-3) resultando em menor quantidade de paradas na produção.O chamado tratamento duplex, que envolve nitretação e posterior deposição de um filme fino como TiN, CrN ou TiAlN, é um dos tratamentos que tem um dos melhores resultados, desde que seja feito de modo que o filme depositado não lasque. A nitretação prévia à deposição cria um gradiente de durezas entre o filme depositado e a peça de modo a sustentar cargas garantindo uma meno...