Influência da adição de níquel em revestimentos NbC

Abstract

In the past years there has been an increase of the usage of materials with a better ratio between the weight and the properties, being necessary to improve the properties of the cutting tools used on the machinability of this materials. With the pass of times, many solutions have appeared, like the optimization of the cutting parameters, the utilization of fluids with cooling and lubricating properties, coatings on the surface of the cutting tools, and many others. The coatings represent a great opportunity to improve the tool life due to their properties, the resistance to the wear mechanisms associated with the machining operation, and because of that have been submitted to many studies in the past few years. Two of the best types of coatings are the ones that use carbide or nitride solutions, being the most used among the cutting industry. This study pretends to analyze a carbide solution, in detail the niobium carbide coatings, which besides having great mechanical properties and to wear resistance, have a bad oxidation resistance. Previous studies showed that the addition of nickel to coatings, improve the oxidation resistance of the coatings. In this work will be shown the variation of chemical composition, section and surface morphology, structure, mechanical properties and tribological properties of niobium carbide coating with addition of nickel, deposited by sputtering, with a DC power supply. At the end of this study it was notified a variation of the hardness of the coatings, reaching its maximum at the Ni concentration of 13%; It was also observed a loss on the wear resistance properties; And a change on the wear mechanism.

Devido à crescente necessidade de utilizar materiais com um melhor rácio entre a massa volúmica e as suas propriedades instrinsecas, torna-se necessário melhorar as propriedades das ferramentas de corte que são utilizadas na sua maquinagem. Ao longo dos tempos, várias soluções foram desenvolvidas, tais como a otimização dos parâmetros de corte, utilização de fluidos de arrefecimento e lubrificantes, e utilização de revestimentos nas ferramentas. Os revestimentos representam uma ótima oportunidade de melhoria, tendo sido submetidos a vários estudos de forma a otimizar as suas propriedades e aumentar a vida da ferramenta, antes que esta fique deteriorada ou sofra uma rutura prematura, devido aos mecanismos de desgaste presentes na maquinagem de mateirais difíceis. Dos revestimentos mais usados, à base de nitretos ou carbonetos, os que representam uma melhor oportunidade de estudo são os carbonetos, por apresentarem melhores propriedades mecânicas, relativamente à grande maioria dos nitretos, e ao mesmo tempo devido à falta de estudos relacionados com este tipo de filmes. O estudo presente neste trabalho, debruçou-se sobre o revestimento de carboneto de nióbio, que, apesar das suas ótimas propriedades mecânicas e resistência ao desgaste, apresenta uma fraca resistência à oxidação. Estudos anteriores verificaram que a adição de níquel, em revestimentos depositados por pulverzação catódica por magnetrão, utilizando uma fonte de corrente contínua, melhora em muito a resistência à oxidação dos revestimentos, do tipo Me-Ni-C (Onde Me representa o metal). Deste modo, o presente trabalho visa avalizar a influência da adição de níquel nas propriedades mecânicas, morfologia da secção e da superfície, composição química e propriedades tribológicas do sistema NbC. No final deste trabalho verificou-se uma variação substancial na dureza, atingindo um valor máximo para 13% de concentração de Níquel; uma perda na resistência ao desgaste; e uma alteração no mecanismo de desgaste.