Recobrimentos nanométricos à base de nióbio, visando melhoria de qualidade em ferramentas industriais

Resumo

O desempenho de ferramentas de corte, moldes e matrizes constitui um tema importante para diversos processos industriais, sendo uma das formas de melhoria relacionada à engenharia de superfície. Desde os recobrimentos PVD tradicionais a base de TiN, desenvolvidos há mais de 30 anos, novos compostos e, principalmente, novas distribuições de fases nanométricas tem sido desenvolvidos, mostrando vantagens significativas. Dentro das possibilidades de recobrimentos duros, o nióbio é conhecido como forte formador de carbonetos e nitretos e, apesar disso, seu uso em recobrimentos é muito restrito e praticamente não possui aplicação industrial para ferramentas. Em especial, novos recobrimentos complexos de fases duras dispersas em matrizes de carbono DLC (diamond like carbon) ou em matrizes metálicas têm sido desenvolvidos, sendo as partículas duras nitretos de titânio ou carboneto de tungstênio principalmente. Portanto, o presente estudo visa avaliar a utilização de NbC em recobrimentos PVD, como filmes monofásicos ou como dispersão de partículas em matriz metálica de níquel nanométrico, visando sua aplicação em ferramentas industriais. As técnicas de caracterização serão baseadas principalmente em nanoindentação, inclusive a quente, difração de raios-X, microscopia eletrônica de transmissão com amostras extraídas por FIB (focused ion beam) e atom probe tomography, todas disponíveis no departamento de Ciência dos Materiais do Massachusetts Institute of Technology (MIT). Com a conjunção destas técnicas, espera-se estabelecer a relação entre microestrutura e propriedades dos recobrimentos envolvidos, direcionando a modificação da distribuição de fases para obtenção dos melhores resultados para aplicação em ferramentas, moldes e matrizes. (AU)