Texturização a laser como processo alternativo na preparação da superfície do substrato no metal duro recoberto

O metal duro recoberto é um dos materiais mais utilizados atualmente na fabricação de ferramentas de corte. O processo de recobrimento inclui uma etapa de jateamento do substrato com material abrasivo micrométrico cujo objetivo principal e promover a resistência de aderência através de: uma rugosidade superficial ótima, pela remoção do excesso de aglomerante de cobalto da superfície e adicionalmente pela promoção na superfície de esforços residuais compressivos.

Os anteriores são mecanismos para melhorar a resistência de aderência na interface substrato-recobrimento [1]. O processo regular
de jateamento, embora amplamente utilizado e efetivo, apresenta desvantagens de impacto ambiental negativo e de potenciais efeitos nocivos na saúde dos operadores, a rugosidade da superfície tratada é de difícil controle, utiliza bastante mão de obra e consume tempo considerável.

A texturização a laser se baseia em energia laser pulsante que através da ablação do material pode gerar também a topografia ótima da superfície. Sendo que este processo danifica menos o ambiente, apresenta menor risco para a saúde dos operadores, é facilmente automatizável e permite o tratamento seletivo e processamento de superfícies complexas [2].

No trabalho em desenvolvimento foi usado um laser pulsado de CuHBr com λ = 510 nm e τ = 30 ns para o pré-tratamento de superfície de substratos de metal duro posteriormente recobertos por MT-CVD com uma cobertura composta de TiCN+Al2O3+TiN. Os melhores
conjuntos de intensidade e quantidade de pulsos do laser foram determinados através de ensaio e erro utilizando o teste qualitativo de aderência por indentação Rockwell C nas diferentes superfícies fabricadas (Figura 1).

Posteriormente, e com os parâmetros laser identificados no passo anterior, foram pré-processadas as superfícies de folga e de saída de varias ferramentas cujo desempenho na usinagem em fresamento frontal foi comparado contra ferramentas comerciais com o tratamento de superfície corrente por jateamento. Os ensaios de usinagem mostraram que as ferramentas com o processo de preparação da superfície através de texturização a laser tiveram um desempenho similar àquelas pré-processadas com jateamento. (Figura 2).

Isto significa que a texturização a laser é uma alternativa de processo ao jateamento na engenharia de superfície pré-recobrimento do metal duro ao menos para as velocidades de corte e os outros parâmetros de processo utilizados neste trabalho