Estudo da nitretação iônica aplicada aos aços rápidos

Abstract

O presente trabalho apresenta um estudo do processo de nitretação iônica de aços rápidos, como método de tratamento superficial para o aumento da resistência ao desgaste de ferramentas de corte. Utilizando-se os equipamentos de nitretação iônica em desenvolvimento no laboratório de Metalurgia Física da UFRGS foram nitretados corpos de prova do aço rápido AlSI M2 variando-se diversos parâmetros do processo. As amostras foram caracterizadas quanto a morfologia das camadas formadas, profundidade, perfil de microdureza e microdureza superficial. Foram avaliadas condições de tratamento quanto ao aumento da resistência à erosão e testadas ferramentas de corte de aço rápido em serviço. As técnicas de análise empregadas incluíram ensaio de microdureza, ensaio de erosão, metalografia (utilizando-se de microscopia ótica e eletrônica de varredura) e acompanhamento da produtividade de ferramentas na indústria. Discutiu-se neste trabalho o crescimento da camada nitretada em aços rápidos com a variação da composição da mistura de gases e temperatura da peça, as características das camadas formadas e a aplicabilidade do processo a ferramentas de corte. Além disso, os experimentos serviram para auxiliar no desenvolvimento dos equipamentos de nitretação iônica, de técnicas de controle do processo e de procedimentos de análise.

In this work the possibility of applying plasma nitriding to high-speed tool steels was investigated as a technique for improving wear resistance of cutting tools. Using the facilities developed at the Laboratório de Metalúrgia Física - UFRGS, samples of AISI M2 high-speed steel were nitrided under several different conditions. The sarnples produced were characterized with respect to the morphology of the nitrided layers, hardness and wear resistance. The analysis techniques used were: metallography (optical and scanrung electron microscopy-SEM), microhardness (determination of superficial hardness and microhardness pro file of the cross section o f the layers), erosion tests, and, as some tools were nitrided, their performance was evaluated under working conditions in the industry. The effect of variantion of the process parameters on composition and depth of the nitrided layers and the applicability of the plasma nitriding process to cutting tools were discussed. Additionally, the experiments done were very important on the development of the plasma nitriding equipment at UFRGS.