Producción de recubrimientos duros a partir de tratamientos dúplex usando la combinación recubrimiento electrolítico - tratamiento termoquímico. Revisión

A review of producing hard coatings by means of duplex treatments using an electroplated coating-thermochemical treatment combination

Los tratamientos dúplex se han desarrollado con el objetivo de superar las desventajas presentadas por tratamientos simples realizados sobre superficies de diferentes materiales y contar, en forma combinada y complementaria, con las propiedades que cada uno de estos métodos suministra individualmente. En el caso de recubrimientos electrolíticos de cromo duro la diferencia entre los coeficientes de expansión térmica del hierro y el cromo produce grietas en la película depositada, a través de las cuales migran agentes corrosivos que conducen a la pérdida de la integridad del sistema. Asimismo, la obtención de películas de nitruro de cromo sobre sustratos de acero mediante deposición directa por deposición física de vapor (Physical Vapor Deposition, PVD, por sus siglas en inglés), está limitada debido a su elevado costo, bajo espesor obtenido y baja resistencia a la corrosión por presencia de microporos. Se han realizado estudios que combinan recubrimientos electrolíticos de cromo con tratamientos termoquímicos realizados por plasma o en hornos de atmósfera controlada o bajo vacío, con los cuales se han obtenido, por transformación química y microestructural con nitrógeno o carbono, compuestos tipo CrxN, CrxCyN y CrxCy que permiten superar las desventajas mencionadas por sellado de las grietas de la película de cromo duro e incremento en la magnitud de sus valores de dureza y densidad, con mejora en la resistencia al desgaste y corrosión.

Introducción

Los elementos constitutivos de una máquina se encuentran sometidos a diferentes tipos de fenómenos físicos o químicos (ambientes corrosivos, altas temperaturas, cargas de contacto, fatiga) que pueden conducir a la pérdida gradual de su integridad funcional por procesos de degradación que generalmente se inician en su superficie (Batchelor et al., 2002; ASM, IOM Communications, 2005). Con el objetivo de prolongar su vida útil, disponibilidad y confiabilidad, se han desarrollado diversos tratamientos superficiales, los cuales, a partir de la adición intencional de una nueva capa o por modificación superficial o subsuperficial sin crecimiento intencional o incremento en las dimensiones de la pieza (ASM Handbook, vol. 4, 1991; Celis et al., 1999), confieren a esta región de pocos diámetros moleculares, con microestructura, composición química y comportamiento distinto al material del sustrato, propiedades que le permiten enfrentar variadas condiciones de uso (Kaufmann, 2002). Sin embargo, cada tratamiento aplicado en forma individual puede presentar desventajas que afectan el desempeño final de la capa.