Influência de parâmetros no processo de decapagem de moldes de metal duro de carbeto de tungstênio e cobalto (WC-Co) revestidos com diamond-like-carbon (DLC)

Abstract

O avanço das tecnologias de fabricação de moldes de alta precisão, especialmente para aplicações ópticas, tem demandado o desenvolvimento de métodos eficazes de decapagem de revestimentos duros, como o Diamond-Like Carbon (DLC). Esse revestimento é amplamente utilizado nesses moldes devido à sua alta resistência ao desgaste, o que aumenta sua vida útil, e suas propriedades autolubrificantes, reduzindo a adesão de material ao molde e minimizando defeitos na superfície do componente moldado, como lentes por exemplo. No entanto, a remoção eficiente do DLC sem comprometer a qualidade da superfície dos moldes é um desafio relevante para a indústria, pois impactos na integridade da superfície podem prejudicar o desempenho dos moldes na fabricação de lentes de ultraprecisão. Este trabalho busca investigar a influência de diferentes parâmetros de processamento no processo de decapagem de DLC em moldes de metal duro de carboneto de tungstênio e cobalto (WC-Co), utilizando a técnica de Ion Beam Etching (IBE). O foco da pesquisa foi analisar como parâmetros como tempo de processamento, tensão de aceleração do feixe de íons e taxa de fluxo de argônio (Ar) impactam a taxa de remoção de DLC, rugosidade e integridade da superfície de amostras de WC-Co. Para validar e selecionar os parâmetros utilizados em amostras de WC-Co, previamente foram realizados testes em amostras de silício, o que permitiu definir condições ideais para os experimentos subsequentes. Para avaliar a topografia das amostras, foi utilizado um perfilômetro óptico que possibilitou a medição precisa da rugosidade das superfícies. As análises qualitativas e quantitativas foram conduzidas para verificar a eficácia do processo, levando em consideração os requisitos industriais para moldes utilizados na fabricação de itens ópticos de alta precisão. Os resultados obtidos mostraram que a combinação de taxa de fluxo de argônio de 30 sccm, tensão de aceleração de feixe de ions média e tempo de processamento de 1800 segundos apresentou os melhores resultados em termos de taxa de remoção e rugosidade da superfície. Mostra-se, assim que a técnica de Ion Beam Etching pode ser uma alternativa viável para a remoção de DLC sem comprometer a qualidade da superfície dos moldes.