Study of tribological behavior of AISI H13 steel subjected to boriding thermochemical treatment

In this work, solid boriding thermochemical treatment was carried out using Ekabor® 1-V2 and one blend as boriding agents and heat treatment of quenching and tempering of AISI H13 tool steel in order to compare and evaluate the tribological behavior and the properties acquired for four studied conditions, that were: Ekabor® powder boriding, Ekabor® powder boriding followed by quenching and tempering, boriding with a blend as boriding agent and quenched and tempered condition. Sliding wear tests were performed in pin-on-disc apparatus in order to evaluate the friction coefficient and the volume of material removed (measured with the aid of a profiling equipment). After the wear tests the samples were transversally cut for metallographic evaluation by optical and scanning electron microscopy. X-ray diffraction was used to confirm the formation of borided layer. The results showed that the boriding treatments, regardless the boriding agent used, are effective in increasing wear resistance. The thickness of borided layer was greater for boriding with Ekabor® powder than the blend agent, this one, nevertheless, showed significant improvement in wear resistance compared to the quenched and tempered condition. There are several wear mechanisms that take place in the sliding wear test but the adhesive wear mechanism was reduced by boriding treatment.Neste trabalho foram realizados tratamentos termoquímicos de boretação por via sólida com pó comercial Ekabor® 1-V2 e mistura boretante, além de tratamentos térmicos de têmpera e revenimento em aço ferramenta AISI H13 com o intuito de comparar e avaliar o comportamento tribológico e as propriedades adquiridas para quatro condições estudadas, sendo elas: boretação com pó Ekabor®, boretação com pó Ekabor® seguida de têmpera e revenimento, boretação com uma mistura como agente boretante e condição apenas temperada e revenida. Testes de desgaste por deslizamento foram realizados em tribômetro de pino-sobre-disco para avaliação do coeficiente de atrito e volume de material removido (avaliado com o auxílio de perfilômetro). Após os ensaios de desgaste as amostras foram cortadas transversalmente para avaliação metalográfica através de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e microdureza. Os mecanismos de desgaste foram analisados por microscopia eletrônica de varredura. Difratometria de raios-X foi utilizada para a comprovação da formação da camada de boretos. Os resultados mostraram que o tratamento de boretação, independentemente do agente boretante utilizado, é eficaz no aumento da resistência ao desgaste. A espessura das camadas de boretos foi maior para boretação realizada com pó Ekabor® em comparação com a mistura boretante, esta última, apesar disto, apresentou melhoria significativa em comparação com a condição de têmpera e revenimento. Vários são os mecanismos de desgaste que ocorrem no ensaio por deslizamento sendo que o mecanismo de desgaste por adesão foi reduzido com a realização dos tratamentos de boretação.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio