Resumen

Se evalúan las propiedades mecánicas y tribológicas del recubrimiento de Ti depositado por la técnica de deposición física de vapor (PVD) utilizando un haz de electrones para activar la evaporación de Ti sobre acero OKhN3MFA. El grosor y la dirección del crecimiento del grano se evalúan mediante escaneo con microscopía electrónica, la composición química tanto del recubrimiento como del sustrato se mide con EDX. El coeficiente de fricción (COF) y el desgaste se evaluaron mediante una prueba Pin-on-disc. El desgaste del revestimiento se expresó como una pérdida de material (volumen y masa) después de la prueba Pin-on-disc. Se encontró que la dureza y el módulo de Young eran de 3.8 GPa a 7.6 GPa y de 65 GPa a 200 GPa, respectivamente. Los valores medidos de las propiedades estudiadas se compararon con los datos de la literatura para recubrimientos de PVD de Ti.

1. Introducción

Se forman revestimientos en las superficies de los componentes mecánicos:

Con el fin de mejorar las propiedades mecánicas, por ejemplo, la dureza [1-4], la adherencia [4, 5] y las propiedades tribológicas [6-8], por ejemplo, el COF y la resistencia al desgaste. Se probaron varias combinaciones de elementos reactivos, incluyendo Ti/C,N [1], Cr,Al/N [2, 3], Ti,AlCr/N [6-8]. Los recubrimientos basados en Ti son ampliamente utilizados como capas protectoras duras, de baja fricción y resistentes al desgaste [1-4]. Yanhui Zhao y otros estudiaron las propiedades de las películas multicapas de TiN/TiC depositadas por el revestimiento de iones de arco polarizado por impulsos. Encontraron que la dureza de los recubrimientos de TiN y TiC era de (25,2 ± 2,8) GPa y (27,4 ± 3,2) GPa, respectivamente [1]. Los espesores de los recubrimientos de TiN y TiC investigados fueron de 2,01 µm y 2,45 µm, respectivamente [1]. Yasuo Tanno y Akira Azushima estudiaron el efecto de los materiales homólogos sobre el COF de los recubrimientos de TiN con orientaciones de grano preferidas. Midieron la dureza de los recubrimientos de TiN(111) y TiN(200) igual a (25,1 ± 1,6) GPa y (21,1 ± 0,5) GPa, respectivamente [4]. En ambos casos, hubo una carga crítica de rayado de unos 50 N [4]. En ambos casos, el COF era igual a 0,2 para el Al₂O₃ y la bola WC-Co como contrapartida [4].

Con el fin de aumentar la resistencia a la corrosión [8, 9] y las propiedades de corte [6-8, 10] de las herramientas de corte, Fox-Rabinovich y otros estudiaron la adaptabilidad tribológica de los revestimientos de PVD de TiAlN y TiAlCrN en condiciones de mecanizado (fresado) en seco de alto rendimiento. Descubrieron que la mejor vida útil de las herramientas es la del recubrimiento con mayor cantidad de Ti_0.10Al_0.20Cr_0.70N. Este recubrimiento tiene una vida útil dos veces mejor en comparación con el recubrimiento de TiAlN [7].

• Materias:Propiedades mecánicas Fricción (Mecánica) Desgaste de masas
• Subjects:Mechanical properties Friction Mass-wasting
• Palabras claves:Evaporación, EB PVD, dureza, coeficiente de fricción, desgaste.
• Keywords: Evaporation, EB PVD, hardness, coefficient of the friction, wear