RESUMO O processo de nitretação que usa Usinagem por Descargas Elétricas é um método que associa a capacidade de usinar superfícies complexas com a obtenção de tratamento termoquímico de nitretação. A fonte de nitrogênio é proveniente da uréia, que compõe o fluido dielétrico juntamente com água deionizada. A liga de titânio Ti-6Al-4V possui larga aplicabilidade no mercado, principalmente, por apresentar excelentes propriedades mecânicas como alta resistência à tração e à corrosão, como também baixa densidade. Contudo, a liga não possui boa resistência ao desgaste por deslizamento, o que impede aplicá-la como matéria prima de peças sujeitas à estas condições. Dessa forma, a nitretação por descargas elétricas pode melhorar significativamente a resistência ao desgaste por deslizamento da liga de titânio. O equipamento utilizado nessa pesquisa foi uma máquina de eletroerosão por penetração. Adequações na máquina foram necessárias para que o fluído dielétrico utilizado não contaminasse o óleo mineral, fluído original do equipamento. Utilizou-se grafita como eletrodo ferramenta. Pó abrasivo de carbeto de silício SiC de granulometria de 600 mesh foi adicionado à solução aquosa, utilizada como fluído dielétrico, contendo uréia diluída em água deionizada. As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de microscopia óptica, DRX, MEV, ensaio de microdureza Vickers e medição da rugosidade superficial. Os resultados obtidos mostraram formação de camadas superficiais enriquecidas por plasma eletrolítico com nitrogênio, formando o composto cerâmico TiN de elevada dureza. Essa camada possui espessura média 104 µm e sua formação encontra-se presente em toda a superfície da amostra. Foi constatado aumento da dureza superficial em relação ao material base em torno de 52% e uma redução da rugosidade em torno de 31%, quando comparado ao processo de nitretação por descargas elétricas, sem adição do pó abrasivo.
ABSTRACT The nitriding process using Electric Discharge Machining is a method that associates the ability to process complex surfaces with the obtaining of thermochemical treatment of nitriding. The titanium alloy Ti-6Al-4V has a wide applicability in the market, mainly because it presents excellent mechanical properties like high tensile strength, corrosion as well as low density. However, the alloy does not have good resistance to sliding wear, which prevents it from being applied as a raw material for parts subject to these conditions. Therefore, electrical discharge nitriding can significantly improve the slip wear resistance of the titanium alloy. The equipment used in this research was a conventional sink EDM machine. Adequations in the machine were necessary so that the dielectric fluid used did not contaminate the mineral oil, original equipment fluid. The graphite electrode was used as a tool electrode. SiC silicon carbide abrasive powder of 600 mesh granulometry was added to the aqueous solution formed by deionized water and urea, used as dielectric fluid. The samples were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction (XRD), SEM, Vickers microhardness test and surface roughness measurements. The results obtained showed the formation of superficial layers enriched by electrolytic plasma with nitrogen, forming the ceramic compound TiN of high hardness. This layer has an average thickness of 104µm and its formation is present on every surface of the sample. It was observed an increase of the surface hardness in relation to the base material around 52% and a reduction of the roughness around 31% when compared to the nitriding process by electric discharges, without addition of the abrasive powder.
