INFINA (EX INFIP)   05545
INSTITUTO DE FISICA INTERDISCIPLINARIA Y APLICADA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Optimización de recubrimientos Ti/TiN sobre aceros AISI 4140 y AISI 316L nitrurado empleando arcos catódicos
Autor/es:
QUINTANA, JUAN PABLO; CARFI, GUILLERMO; CIRIMELLO, P.; MARQUEZ, A; L. VACA; SONIA BRÜHL
Lugar:
La Plata
Reunión:
Congreso; NANO 2018; 2018
Institución organizadora:
Y-TEC
Resumen:
Los tratamientos de superficies buscan mejorar las prestaciones de los materiales sin modificarsus características en volumen. Uno de los tratamientos de superficies en pleno desarrollo es el crecimiento de recubrimientos nanoestructurados mediante arcos catódicos (CA), los cuales resultan muy atractivos debido a la alta tasa de crecimiento y a las propiedades de los films depositados.Los CA son dispositivos en los que se produce una descarga eléctrica de alta corriente y bajo voltaje (-100A, 20V) entre dos electrodos inmersos en una cámara de vacío a baja presión. El recubrimiento de aceros con CA en equipos comerciales se realiza a temperaturas próximas a los 500 °C para obtener buena adhesión. Esto limita el uso de este tipo de tratamientos en materialescomo los aceros inoxidables austeníticos nitrurados, dado que a esas temperaturas se produce la precipitación de nitruros de cromo que degradan sus propiedades anticorrosivas por descromización de la matriz. Una alternativa para mejorar la adhesión empleando menores temperaturas, es aplicar sobre el sustrato pulsos de alta tensión (-kV] durante la descarga de arco catódico, dando lugar a un proceso que combina implantación iónica por inmersión en plasma y deposición(PII&D). En este trabajo se compararon las propiedades de recubrimientos bicapa Ti/TiN depositados por CA y PII&D con una temperatura del proceso de 300°C. Se emplearon sustratos de acero AISI 4140 templado y revenido y acero inoxidable 316L nitrurado, ambos materiales de gran aplicación en la industria del gas y el petróleo. El proceso de nitruración sobre las muestras de acero inoxidable 316L, se realizó previo al recubrimiento en un equipo industrial de la empresa IONARS.A, en una atmósfera de H,- N, durante 20 horas a 420°C. Los films fueron crecidos empleando una descarga tipo arco catódico con una corriente de 1 DO A, en tanto que para el PII&D se utilizaron pulsos de tensión negativos de 6kV, con una frecuencia de 200Hz y un ancho de pulso de 30 micros. Se estudió la morfología y estructura de los recubrimientos mediante microscopia óptica y de barrido electrónico, y difracción de rayos X. Se evaluó la adhesión de los recubrimientos mediante test de rayado y ensayos normalizados de indentación Rockwell C. La resistencia al desgaste se evaluó con un ensayo de pin-on-disk. Se obtuvieron films de Ti/Ti N compactos, con tamaño de cristalita 50% más pequeño por PII&D (20 nml comparado con el obtenido por CA. Estas muestras también presentaron los mejores resultados de adhesión. El proceso PII&D permitió obtener recubrimientos con muy buena adhesión a temperaturas relativamente inferiores a la de los equipos comerciales, y propiedades de capa equivalentes, evitando los efectos indeseables que apareja el empleo de altas temperaturas de tratamiento.