Boronized steels with corundum-baddeleyite coatings

Aceros boronizados con revestimientos de corindón-baddeleyita

El artículo describe la preparación y las propiedades de los recubrimientos anticorrosión y antiabrasivos de cerámica de corindón-baddeleyita depositados sobre la superficie de acero boronizado de bajo contenido en carbono S235JRH-1.0038 (EN 10025-1) por el método de pulverización de plasma. Las intercalaciones adhesivas Fe₂B alcanzan una fuerza de adherencia de hasta 20 MPa en las pruebas de arranque, los recubrimientos ZrO₂ - Al₂O₃ - SiO₂ tienen un valor de adherencia a la fractura de 4 - 6 MPa. La dureza de estos revestimientos cerámicos sobre el acero alcanza 1  800 HV¹⁰⁰ y su resistencia a la polarización es de 1 600 Ω/cm² a 4 000 Ω/cm².

INTRODUCCIÓN

La tecnología de recubrimiento de boro por difusión se conoce desde hace varias décadas [1], sin embargo, los conocimientos sobre las técnicas de recubrimiento de boro a partir de fase gaseosa [2, 3], recubrimiento electrolítico de boro a partir de fundidos [4], recubrimiento de boro en polvo o a partir de pasta de boro [4, 5] siguen ampliándose. Otra tecnología es la APSDA - pulverización atmosférica de plasma con recocido de difusión [6]. Cada uno de los enfoques tiene sus aspectos positivos y negativos, como la toxicidad de los gases utilizados o una relación desfavorable entre el medio boronizante y el componente recubierto. Además de mejorar la dureza de la superficie y, por tanto, también las propiedades abrasivas, algunas de las técnicas también pueden contribuir a la resistencia a la corrosión. Los beneficios de estas aplicaciones pueden incrementarse aún más mediante la formación de recubrimientos cerámicos con mayor dureza, resistencia al calor y a la corrosión y menor porosidad superficial. En tal caso, los boruros de hierro sobre acero crean principalmente capas intermedias con un coeficiente adecuado de expansión térmica compatible con los revestimientos cerámicos que se aplican a continuación por el método de pulverización térmica.

Si es necesario aumentar no sólo la resistencia a la abrasión, sino también la adherencia de los revestimientos cerámicos a temperaturas elevadas o durante la carga térmica cíclica, el revestimiento de boro actúa como base firme sobre el hierro, además proporciona capa pseudocerámica de transición con coeficiente de dilatación favorable en algún lugar entre el acero y la cerámica. Las capas intermedias de boro así caracterizadas pueden calcularse con un coeficiente de dilatación graduado de α = 12 . 10^-6/K hasta 7,85 . 10^-6 /K.

EXPERIMENTAL

Las mesas de acero S235JRH-1.0038 [7] se arenaron con abrasivo de corindón F 240, alcanzando una rugosidad superficial de R_a ≈ 6 μm - 8 μm.