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Aplicação de revestimentos intermediários ou de ligação em insertos de usinagem, por métodos a laser, para ancoragem de filmes de diamante CVD

Processo: 17/04598-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2017
Vigência (Término): 10 de janeiro de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Getúlio de Vasconcelos
Beneficiário:Andre Contin
Instituição-sede: Instituto de Estudos Avançados (IEAv). Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:12/15857-1 - Estudos científicos e aplicações inovadoras em diamante-CVD, Diamond-Like Carbon (DLC) e carbono nanoestruturado, obtidos por deposição química na fase vapor, AP.TEM
Assunto(s):Diamantes CVD

Resumo

Este projeto visa à deposição de filmes de diamante CVD em insertos cerâmicos de metal duro (WC-Co) para a aplicação industrial em processos de usinagem. A demanda por melhores ferramentas de usinagem de ligas de alumínio-silício e ligas de titânio é crescente, já que são amplamente empregadas nas indústrias aeroespaciais. As ferramentas (WC-Co) revestidas com diamante são ideais para a usinagem dessas ligas devido às suas excelentes propriedades de resistência ao desgaste. Outro fator importante com a deposição de diamante CVD sobre a ferramenta é o emprego da usinagem a seco. O fluido de corte tem o intuito de evitar o calor excessivo e auxiliar na remoção do cavaco, por outro lado, eleva os custos da produção, inviabiliza o reaproveitamento do cavaco, além de provocar danos ao meio ambiente e devido geração de gases tóxicos, agressão à saúde do operador. O emprego de um filme de diamante não só permite o aumento da vida útil da ferramenta, mas também a obtenção de aumentos significativos na velocidade de usinagem e eliminação do uso do fluido de corte. No entanto, a falta de aderência conduz a uma menor vida útil da ferramenta revestida do que o esperado. As principais razões para este desplacamento são: as presenças do ligante cobalto e das tensões residuais na interface entre o filme de diamante e a ferramenta. Neste projeto, uma camada em pó será depositada na superfície do WC que atuará além de barreira difusional (impedindo a migração do Cobalto para a superfície), como um ligante entre o WC e o diamante. Serão empregados os pós de negro de fumo e carbeto de boro. A técnica para a criação desta barreira intermediária será o processo de laser cladding. Neste processo, uma fina camada de pó previamente depositada sobre a superfície do WC, será irradiada por um feixe de laser, criando assim um revestimento intermediário, denso e fortemente ligado ao substrato. Esta tecnologia é inovadora, rápida, versátil e de baixo custo, o que a torna interessante para uma possível transferência para a indústria, em termos de escalonamento industrial.