Caracterização mecânica dos revestimentos AlTiN/TiSiN, TiCN e AlCrN depositados por processo PVD
| dc.contributor.advisor1 | Ventura, Carlos Eiji Hirata | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | https://lattes.cnpq.br/1689198421096127 | |
| dc.contributor.author | Silva, Matheus Felipe da | |
| dc.date.accessioned | 2026-07-06T17:54:35Z | |
| dc.date.issued | 2026-06-24 | |
| dc.description.abstract | With the development of industry and the application of difficult-to-machine materials, combined with machining processes that employ increasingly higher speeds, studies seeking to increase cutting tool life and improve their mechanical performance have become ever more necessary. Therefore, the present work presents the mechanical and tribological characterization of AlTiN/TiSiN, AlCrN, and TiCN coatings deposited via cathodic arc PVD onto ISO S10 grade cemented carbide (WC-Co) substrates. The methodology involved surface characterization using confocal microscopy to determine roughness, and scanning electron microscopy (SEM) for thickness measurement and morphological analysis. Adhesion was evaluated through progressive-load scratch testing, and interface integrity was assessed by Rockwell C indentation based on the VDI 3198 standard. The tribological behavior was analyzed using reciprocal pin-on-plate testing (ASTM G133) with an alumina counter-body, monitoring the coefficient of friction (CoF) and wear mechanisms via SEM and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The results demonstrated that the AlTiN/TiSiN coating exhibited the lowest roughness and the highest critical failure load (15 N), indicating superior adhesion and a potential advantage regarding chip flow over the coated surface. In the Rockwell C test, although AlCrN showed better initial performance under a 588 N load, all systems exhibited severe failure under a 1471 N load. The pin-on-plate tests indicated that the aluminum-based coatings promote the formation of protective tribofilms (Al2O3 and Cr2O3), which stabilize the CoF. EDS analyses revealed that the AlCrN coating maintained its integrity after 100 m of sliding, whereas the AlTiN/TiSiN coating allowed exposure of the substrate. | eng |
| dc.description.resumo | Com o desenvolvimento da indústria e aplicação de materiais de difícil usinabilidade somados a usinagens que empregam velocidades de processo cada vez maiores vem se tornando cada vez mais necessário estudos que busquem aumento da vida das ferramentas de corte e melhor desempenho mecânico destas. Sendo assim, presente trabalho apresenta a caracterização mecânica e tribológica dos revestimentos AlTiN/TiSiN, AlCrN e TiCN, depositados via PVD por arco catódico sobre substratos de metal duro (WC-Co) da classe ISO S10. A metodologia envolveu a caracterização da superfície por microscopia confocal para determinação da rugosidade e microscopia eletrônica de varredura (MEV) para medição de espessura e análise morfológica. A adesão foi avaliada por ensaios de riscamento com carga progressiva e a integridade da interface, por indentação Rockwell C, fundamentada na norma VDI 3198. O comportamento tribológico foi analisado por meio de ensaios de pino-sobre-placa recíproco (ASTM G133) com contracorpo de alumina, monitorando-se o coeficiente de atrito (CoF) e os mecanismos de desgaste via MEV e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Os resultados demonstraram que o revestimento AlTiN/TiSiN apresentou a menor rugosidade e a maior carga crítica de falha (15 N), indicando superioridade em relação à adesão e potencial vantagem quando se considera o escoamento de cavaco sobre a superfície revestida. No ensaio Rockwell C, embora o AlCrN tenha exibido melhor desempenho inicial sob carga de 588 N, todos os sistemas apresentaram falhas severas sob a carga de 1471 N. Os ensaios de pino-sobre-placa indicaram que os revestimentos à base de alumínio favorecem a formação de tribofilmes protetores (Al2O3 e Cr2O3), que estabilizam o CoF. As análises por EDS revelaram que o AlCrN manteve sua integridade após 100 m de deslizamento, enquanto o AlTiN/TiSiN permitiu a exposição do substrato. | por |
| dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | |
| dc.identifier.citation | SILVA, Matheus Felipe da. Caracterização mecânica dos revestimentos AlTiN/TiSiN, TiCN e AlCrN depositados por processo PVD. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24307. | * |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/24307 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.center | Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET | |
| dc.publisher.course | Engenharia Mecânica - EMec | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Revestimento | pot |
| dc.subject | Rugosidade | por |
| dc.subject | Adesão | por |
| dc.subject | Ensaio tribológico | por |
| dc.subject | Metal duro ISO S10 | por |
| dc.subject | Coating | eng |
| dc.subject | Roughness | eng |
| dc.subject | Adhesion | eng |
| dc.subject | Tribological test | eng |
| dc.subject | ISO S10 Cemented carbide | eng |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO | |
| dc.subject.ods | 9. Indústria, Inovação e Infraestrutura | |
| dc.title | Caracterização mecânica dos revestimentos AlTiN/TiSiN, TiCN e AlCrN depositados por processo PVD | por |
| dc.title.alternative | Mechanical characterization of AlTiN/TiSiN, TiCN, and AlCrN coatings deposited by the PVD process | eng |
| dc.type | TCC |
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