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Falha prematura em moldes de injeção de alumínio com tratamento de superfícies duplex.

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Falha prematura em moldes de injeção de alumínio com tratamento de superfícies duplex.

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Apresentação do dr. Santiago Corujeira Gallo (Plasmar Tecnologia e Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies - seção UCS) para evento no Simecs no dia 21 de outubro de 2010, destinado a profissionais da indústria.

Apresentação do dr. Santiago Corujeira Gallo (Plasmar Tecnologia e Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies - seção UCS) para evento no Simecs no dia 21 de outubro de 2010, destinado a profissionais da indústria.

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Falha prematura em moldes de injeção de alumínio com tratamento de superfícies duplex.

  1. 1. FALHA PREMATURA EM MOLDES DE INJEÇÃO DE ALUMÍNIO COM TRATAMENTO DE SUPERFÍCIES DUPLEX S. Corujeira Gallo, S. S. Tomiello, R. Gaboardi, C.A. Figueroa Plasmar Indústria Metalúrgica Ltda. Universidade de Caxias do Sul, Laboratório de Engenharia de Superfícies e Tratamentos Térmicos (LESTT).
  2. 2. INJEÇÃO DE ALUMÍNIO Processo de injeção: Alumínio: Alta produtividade • Resistência à corrosão • Condutividade térmica Exatidão dimensional • Condutividade elétrica Resistência mecânica • Baixo peso Montagem simplificada Elementos de liga: Temperatura de injeção: Quantidade de tiros: Si, Mg, Zn, Cu 700ºC – 760ºC >100.000
  3. 3. MATERIAIS PARA MOLDES Aço para trabalho a quente: AISI H Tratamento térmico Têmpera em ar ou óleo a partir de 815°C Revenimento duplo entre 540°C e 650°C Processo de fabricação (condição superficial e tensões residuais) Engenharia de superfícies Nitretação (plasma) Revestimentos PVD (TiAlN, CrN, etc) Duplex (nitretação + revestimento PVD)
  4. 4. PROCESSO DE FABRICAÇÃO Aço para trabalho a quente tipo AISI H11 Usinagem de desbaste Tratamento térmico (têmpera e revenimento duplo) Usinagem de acabamento Eletroerosão (EDM) Polimento Tratamento duplex (nitretação + CrN) Retirada de produção após 25.190 tiros (trincas)
  5. 5. ESTUDO DO CASO POSSIVEIS CAUSAS DA FALHA Microestrutura Eletroerosão Tratamento de superfícies
  6. 6. MICROGRAFIAS (MO)
  7. 7. MICROGRAFIAS (MEV)
  8. 8. DIFRATOGRAMA (DRX) PERFIL DE MICRODUREZA
  9. 9. INICIO DAS TRINCAS
  10. 10. INICIO DAS TRINCAS
  11. 11. INICIO DAS TRINCAS
  12. 12. DEFEITOS SUB SUPERFICIAIS
  13. 13. FONTE DO ENXOFRE PEDRA ENXOFRADA PARA POLIMENTO
  14. 14. ANALISE DA PEDRA ENXOFRADA COMPOSIÇÃO (EDX) MICROGRAFIA (MEV)
  15. 15. MECANISMO: INICIO E PROPAGAÇÃO DE TRINCAS
  16. 16. CONCLUSÕES • A origem da falha foi atribuída às inclusões de enxofre introduzidas na superfície da peça durante o polimento final com uma pedra enxofrada. • A rugosidade superficial gerada pelos processos de manufatura (EDM) permitiu a acumulação de material macio (enxofre) durante o polimento. • A baixa aderência do revestimento de CrN sobre as inclusões de enxofre produziu áreas com desprendimento do revestimento protetor, expôs o material do substrato e criou pontos de concentração de tensões para nucleação de trincas. • A microestrutura do aço de base, consistente em uma camada de difusão (nitretação) e uma microestrutura de martensita revenida grosseira, facilitou a propagação das trincas por fadiga térmica.
  17. 17. OBRIGADO PELA ATENÇÃO NOVO SITE! santiago@plasmartecnologia.com.br www.plasmartecnologia.com.br

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