Avaliação tribológica do tratamento de nitretação a plasma com pós-oxidação aplicada em sistema de extração de moldes para injeção de termoplásticos

Abstract

A eficiência no processo de moldagem por injeção está diretamente ligada ao desgaste do molde e a sua manutenção. Visando alcançar um maior número de ciclos no processo de moldagem por injeção, diminuindo as paradas para a substituição do lubrificante dos moldes, o presente trabalho analisa a aplicação do tratamento superficial de nitretação a plasma com pós-oxidação aplicado a pinos extratores de moldes, como alternativa para substituir os pinos atuais nitretados a gás. Para este estudo foi confeccionado um dispositivo que simula a operação do sistema de extração de um molde de injeção. O desgaste foi avaliado por meio da perda de massa e variação dimensional dos seguintes componentes: pinos de extração e respectivas buchas. Os tratamentos térmicos e superficiais desses componentes foram caracterizados por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microdureza e difração de raios x. Os mecanismos de desgaste foram caracterizados por MEV e o coeficiente de atrito foi analisado por meio da medição da força de atrito estático no dispositivo de ensaio de desgaste e através do ensaio tribológico esferasobre-placa. Os resultados a partir dos ensaios de desgaste mostraram que o sistema proposto com nitretação a plasma e pós-oxidação atende aos requisitos com um intervalo de lubrificação duas vezes maior que o sistema atual. Com relação aos mecanismos de desgaste foi possível verificar que o principal mecanismo envolvido foi o desgaste por abrasão.

The efficiency in the injection molding process is directly linked to the wear of the mold and its maintenance. Aiming to achieve a greater number of cycles in the injection molding process, reducing the stops for replacing the lubricant of molds, the present work analyzes the application of surface treatment of plasma nitriding with postoxidation applied to mold extractor pins as an alternative to replace the current pins that present gas nitriding treatment. For this study, was made a device that simulates the operation of the extraction system of an injection mold. The wear was evaluated by mass loss and dimensional variation of the following components: extraction pins and their bushings. The thermal and surface treatments of these components were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), microhardness and X ray diffraction. The wear mechanisms were characterized by SEM and the coefficient of friction was analyzed by measuring the static friction force in the wear test device and through the ball-on-plate tribological test. The results for the wear test showed that the proposed system with plasma nitriding and postoxidation meets the requirements with a lubrication interval twice larger than the current system. With respect to the mechanisms of wear it was possible to verify that the main wear mechanism involved was abrasion wear.