Revestimentos PVD em microcavidades para moldação por injeção - Martins, Bruno Emanuel Mestre (2015)
Com o aumento da produção de microcomponentes na indústria da moldação por injeção, é necessário ultrapassar os problemas que vão surgindo na sua aplicação a grande escala. A razão de aspeto das cavidades a preencher, a geração de calor devido a elevadas tensões de corte, o atrito e desgaste das superfícies moldantes são fatores que têm uma influência importante na funcionalidade e qualidade dos componentes a produzir, assim como na durabilidade e performance do molde. Uma solução possível será a aplicação de filmes finos cerâmicos e metálicos que têm sofrido uma constante evolução de forma a dar resposta a esses desafios tecnológicos. São filmes que apresentam elevadas durezas, elevada resistência ao desgaste, à fissuração e baixo coeficiente de atrito. Neste trabalho foram produzidas várias amostras com o intuito de caracterizar da melhor forma as ferramentas moldantes presentes na indústria a nível de geometria. Estas amostras foram posteriormente revestidas através do método de deposição física a partir do estado de vapor (PVD) e caracterizadas. Os revestimentos usados foram o nitreto de titânio, o nitreto de crómio e o nitreto de alumínio e titânio. Numa primeira etapa, os filmes foram caracterizados macroscopicamente, analisando se seria visível algum defeito. Numa fase seguinte, foi elaborada uma caracterização mais detalhada através de microscopia ótica, SEM em conjunto com EDS, difração de raio-X, medição de micro-durezas e nanoindentação. Observou-se que todos os revestimentos aumentam a rugosidade e a dureza das amostras. Sendo nitreto de alumínio e titânio o que apresenta maior rugosidade e dureza, apresentando-se o nitreto de crómio do lado oposto. Todos os revestimentos apresentam espectros de XRD característicos dos materiais depositados, com o acréscimo de ferro proveniente do substrato onde foram aplicados. É também notório, em todos os revestimentos, a presença de partículas provenientes do cátodo, “droplets”, que acabam envolvidas no restante revestimento. A espessura de todos os revestimentos foi inferior aos 2 μm esperados no início da experiência. Todos os revestimentos foram caracterizados e associados ao tipo de solicitação em que a sua aplicação se poderá tornar mais vantajosa.