Avaliação tribológica de revestimentos nanocompósitos de matriz ZnNi reforçados com pentóxido de nióbio sobre aço baixo carbono

Abstract

Neste trabalho, foram produzidos revestimentos ZnNi e revestimentos nanocompósitos de matriz ZnNi reforçados com pentóxido de nióbio utilizando o método da eletrodeposição com corrente contínua e corrente pulsada em substrato de aço SAE 1010 e as propriedades tribológicas do revestimento foram investigadas. As nanopartículas de pentóxido de nióbio foram obtidas pelo método de síntese hidrotermal assistido por micro-ondas durante 4hs. A influência dos parâmetros de eletrodeposição nas propriedades de microdureza e resistência ao desgaste dos depósitos foram investigados através de ensaios de dureza Vickers e teste de desgaste de deslizamento a seco utilizando tribômetro universal com carga de 3N à 6N e movimento alternado. A morfologia e a composição química da superfície dos revestimentos e das trilhas de desgaste obtidas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura acoplada com energia dispersiva de raios-X, difração de raios-X e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X. Os revestimentos ZnNi e ZnNi-Nb2O5 fabricados por eletrodeposição com corrente contínua e os revestimentos ZnNi e ZnNi-Nb2O fabricados por eletrodeposição com corrente pulsada foram comparados e os resultados apontaram que os revestimentos fabricados com nanopartículas de Nb2O5 apresentaram camadas mais espessas de revestimentos, maiores valores de microdureza combinada, além de apresentarem baixos coeficientes de atrito e ausência de desplacamento quando sujeitos aos testes de desgaste alternado.In this work, ZnNi coatings and ZnNi matrix nanocomposite coatings reinforced with Nb2O5 were produced using the electrodeposition method with direct current and pulsed current in SAE 1010 steel substrate and the tribological properties of the coating were investigated. The niobium pentoxide nanoparticles were obtained by the microwave assisted hydrothermal synthesis method for 4 h. The influence of electrodeposition parameters on the microhardness and wear resistance properties of the deposits were investigated via Vickers hardness tests and dry slip wear test using universal tribometer with a load of 3N to 6N and alternating movement. The morphology and chemical composition of the surface of the coatings and wear tracks obtained were analyzed by scanning electron microscopy coupled with X-ray dispersive energy, X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy. The ZnNi and ZnNi-Nb2O5 coatings manufactured by direct current electrodeposition and the ZnNi and ZnNi-Nb2O5 coatings manufactured by pulsed current electrodeposition were compared and the results showed that coatings made with of Nb2O5 showed thicker layers of coatings, higher values of microhardness, in addition to having low friction coefficients and absence of detachment when subjected to alternate wear tests.