Caracterização de ferramenta de estampagem tratada pelo processo de laser surface alloying

• Main Author: Teixeira, Moisés Felipe
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Ciência dos materiais; Engenharia de materiais; Estampagem (Trabalhos em metal); Desgaste mecanico; Lasers; Aplicações industriais
• Online Access: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/169315

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015 === Made available in DSpace on 2016-10-19T12:41:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336652.pdf: 5534226 bytes, checksum: 7d337d5771cb9e8f7fcefeb40db37093 (MD5) Previous issue date: 2015 === Laser surface alloying (LSA) é uma poderosa técnica de modificação de camada limite de um componente, cada vez mais reconhecida, usada para aumentar a resistência ao desgaste e à corrosão em componentes de engenharia. Neste trabalho, a região próxima a superfície de uma ferramenta de estampagem automotiva (aço ASTM A681), foi tratada com um laser de fibra Nd: YAG contínuo de comprimento de onda de 1064 nm e com pó de adição WC-Cr-Co, na proporção de 86%, 6% e 8%. Este processo consiste basicamente em fundir uma camada próxima a superfície de um substrato, adicionando simultaneamente partículas de um material de adição na forma de um pó pré ligado, modificando a composição química e microestrutura, assim como tamanho de grão de forma localizada da ferramenta, alterando sua dureza e resistência ao desgaste. Para analisar a resistência ao desgaste para este processo, foram feitas mil estampagens em uma ferramenta tratada por LSA e em outra não tratada e seus resultados comparados entre si. A finalidade do processo LSA é a de aumentar o tempo de vida de uma ferramenta em uma aplicação industrial. As análises da ferramenta tratada apresentaram um resultado significativo quando comparada com uma ferramenta sem o tratamento. Obteve-se uma redução cerca de nove vezes na rugosidade superficial e uma maior resistência ao desgaste. Neste trabalho também foi analisada a influência do aumento da potência do laser no processo de laser surface alloying. Para isto cinco diferentes amostras foram tratadas e analisadas quanto a microdureza, composição química, identificação de fases e ensaios de resistência ao desgaste. Os resultados obtidos neste trabalho foram importantes para concluir que este é um processo muito complexo e deve ser rigorosamente controlado, pois diversos fatores alteraram a estrutura e resistência ao desgaste da camada próxima à superfície tratada. <br> === Abstract : Laser Surface Alloying (LSA) is a powerful boundary limit of a component modification technique, increasingly recognized, used to increase the wear and the corrosion of engineering components resistance. In this thesis a near surface region of an automotive deep drawing tool (steel ASTM A681) was treated with a continuous fiber laser Nd: YAG with wavelength of 1064 nm and with WC-Cr-Co particles in ratio of 86%, 6% and 8%. This process consists basically in melting a substrate's layer near of surface adding simultaneously particles of a filler material in a pre-connected powder shape, altering the microstructure, as well as the grain size in localized form of the tool, altering the hardness and wear resistance. To perform a comparative analysis of this process one thousand deep drawings were made in a tool treated by LSA and in an untreated tool. The behavior's characteristics of these tools have been analyzed and their results compared with each other. The purpose of LSA process is to increase the lifetime of a tool in the industrial application. What could be observed after the analysis was the success of this process, because all the characteristics results showed significant improvement when compared with the untreated tool. As example cite a decrease of about nine times the roughness and significantly reducing of the treated tool wear. In this work the influence of the increase in laser power in the laser surface alloying process was analyzed. Five different samples were treated and analyzed, their hardness, chemical composition, phase identification and wear resistance were investigated. The results obtained of this work were important to conclude that LSA is a very complex process and must be strictly controlled, as there are several factors that can change the structure and wear resistance of the surface treated.