Abstract:
RESUMO: A crescente necessidade de aumentar a produtividade do setor industrial, impulsiona o
desenvolvimento de novos aços e novos tratamentos que possam melhorar o desempenho e a
vida útil de ferramentas de corte, conformação e estampagem. Tratamentos de superfície
assistidos por plasma destacam-se nesse contexto. Trabalhos anteriores têm demostrado que
esses revestimentos são eficientes no aumento da dureza, na resistência ao desgaste e na
resistência a corrosão de diversos tipos de aços. O processo de conformação e estampagem
corresponde a 38% do custo com ferramental e cerca de 12% do custo total da fabricação de
pregos comuns com cabeça. Nesse sentido, amostras e ferramentas de aços AISI M2 e D2
termicamente tratadas foram submetidas aos processos de nitretação a plasma convencional,
em gaiola catódica e tratamento duplex com o objetivo de avaliar o efeito desses tratamentos
em ferramentas de conformação buscando a viabilidade da aplicação do método no setor
industrial com a redução do custo de fabricação. Ensaios de microdureza Vickers, análise por
MEV e Difração de Raios-X (DRX) possibilitaram identificar propriedades mecânicas,
camada de compostos e as fases presentes. O desempenho das ferramentas baseou-se na
quantidade produzida em kg. A ferramenta de aço D2, apenas temperada e revenida, não foi
eficiente para redução de custo. Apesar de elevadas microdurezas superficiais, as ferramentas
com deposição de TiN (Duplex) não tiveram desempenho satisfatório. O uso da nitretação a
plasma se mostrou viável para os dois aços, destacando-se o fato de que as ferramentas de aço
D2 nitretadas a 480ºC por 3 horas, obtiveram os maiores ganhos de produtividade em relação
a ferramenta não nitretada. A aplicação da nitretação convencional na ferramenta de aço M2 a
480ºC por 4 horas possibilitou a redução de seu custo em 26% e redução de 3,5% sobre o
custo total de produção de pregos, obtendo o melhor custo-benefício.
ABSTRACT: The increasing need to increase productivity in the industrial sector drives the development of
new steels and new treatments that can improve the performance and life of cutting, forming
and stamping tools. Plasma assisted surface treatments stand out in this context. Previous
research has shown that these coatings are effective in increasing hardness, wear resistance
and corrosion resistance of various types of steels. The forming and stamping process
corresponds to 38% of the cost of tooling and about 12% of the total manufacturing cost
common head nails. In this sense, samples and tools of heat treated AISI M2 and D2 steels
were submitted to conventional plasma nitriding processes, in cathodic cage and duplex
treatment in order to evaluate the effect of these treatments in forming tools seeking the
feasibility of applying the method in the industrial sector by reducing the manufacturing cost.
Vickers microhardness tests, SEM analysis and X-ray Diffraction (XRD) made it possible to
identify mechanical properties, layer of compounds and the phases present. Tool performance
was based on quantity produced in “kg”. The quenched and tempered D2 steel tool was not
efficient for cost reduction. Despite their high surface microhardness, TiN (Duplex)
deposition tools did not satisfactory performance. The use of plasma nitriding was viable for
both steels, highlighting the fact that D2 steel tools nitrided at 480ºC for 3 hours, obtained the
highest productivity gains compared to the non-nitrided tool. The application of conventional
nitriding on the M2 steel tool at 480ºC for 4 hours reduced its cost by 26% and reduced 3,5%
on the total cost of nail production, obtaining the best cost-benefit.
