Comportamiento al desgaste de AISI 316L nitrurado por plasma y recubierto con TiN

L. VACA; A. MÁRQUEZ; S. BRÜHL

Iguazú

Congreso; 13er Congreso Internacional en Ciencia y Tecnología de Metalurgia y Materiales (SAM/CONAMET 2013); 2013

El acero inoxidable AISI 316L es un material muy solicitado por la industria química, alimenticia, médica y papelera por sus excelentes propiedades anticorrosivas, pero su alto coeficiente de fricción y su baja dureza limitan sus aplicaciones. En este trabajo se propone una combinación entre el endurecimiento por nitruración iónica y los recubrimientos de nitruro de titanio por arco de plasma para mejorar sus propiedades tribológicas sin disminuir su resistencia a la corrosión. La nitruración iónica se llevó a cabo mediante una descarga DC pulsada en la que la pieza a tratar actúa como cátodo, a 480V de tensión, 30mA de corriente y 350°C de temperatura, durante 6 horas y se obtuvo una capa nitrurada de 9µm de espesor y (650 ± 50) HV de dureza. Los recubrimientos de Ti-TiN sobre probetas nitruradas se obtuvieron mediante un arco de 125 A de corriente entre un blanco de titanio que actúa como cátodo y la cámara de vacío que es el ánodo; la pieza a tratar se situó a 30 cm del cátodo, se conectó a tierra y en el caso de deposición con implantación a un potencial pulsado de -6 kV, con una tasa de repetición de 200Hz y una duración del pulso a mitad de altura de 30 s. Se obtuvieron recubrimientos de espesores inferiores a 1µm y de (1000 ± 50) HV de dureza compuesta. Los resultados del ensayo de pin-on-disk con 1 N de carga y 500 m de recorrido mostraron un menor coeficiente de fricción para las muestras recubiertas, mientras que la tasa de desgaste fue mayor o igual que para las muestras nitruradas, debido al pequeño espesor de las películas. Las muestras recubiertas se mostraron pasivas a la prueba del hisopado con una solución de sulfato de cobre pentahidratado, mientras que en las muestras nitruradas hubo deposición de cobre, indicando la presencia de hierro libre en la superficie. Se concluye que con esta técnica se logran recubrimientos con bajo coeficiente de fricción pero para aumentar la resistencia al desgaste a altas cargas se deberán lograr multicapas o recubrimientos más gruesos.