Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE RECUBRIMIENTOS DUROS
ANTICORROSIVOS OBTENIDOS CON TÉCNICAS ASISTIDAS POR PLASMA
C. Lasorsa (1) , A. Cabo (2) , G. Laxague (3) y S. Brühl (3)
(1) Gerencia de Investigación y Aplicaciones no Nucleares, CNEA.
Av. Del Libertador 8250, Buenos Aires. 1429, Argentina.
Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Haedo, Paris 532, Prov. de Buenos Aires. 1706 Argentina.
(2) IONAR S.A., Arias 3422, C1430CRB, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina.
(3) Grupo de Ingeniería de Superficies – GIS
Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Concepción del Uruguay
Ing. Pereira 676 E3264 BTD Concepción del Uruguay, Prov. de Entre Ríos, Argentina
E-mail (autor de contacto): sonia@frcu.utn.edu.ar
RESUMEN
En este trabajo se presentan los resultados del análisis de desgaste y corrosión de probetas de un acero
inoxidable endurecible por precipitación (Corrax) tratado con la combinación de nitruración iónica usando
un plasma pulsado y recubrimiento obtenido con la técnica de CVD asistido por plasma de radio frecuencia.
Se recubrieron probetas sin nitrurar, sólo con tratamiento térmico, con tres recubrimientos diferentes: SiO2,
SiC y SiN. También se recubrió con uno de ellos (SiO2) un grupo de probetas previamente nitrurado. Las
capas nitruradas y recubiertas se midieron en un corte usando microscopio óptico y SEM. Se analizaron las
propiedades de corrosión midiendo el potencial de corrosión en circuito abierto en un electrolito de NaCl y
con un ensayo en cámara de niebla salina, según norma ASTM B117. La resistencia al desgaste se ensayó
en una máquina de erosión, que enfrenta a las probetas a un flujo de agua y arena en suspensión.
Se encontró que la resistencia a la corrosión aumenta en las todas las probetas recubiertas, comparada con
la probeta patrón y la probeta sólo nitrurada. Sin embargo en el ensayo de erosión, las probetas con
tratamiento duplex, resultaron con una resistencia al desgaste mayor que las recubiertas sin nitrurar y la
nitrurada solamente. Se evidenció la ventaja del soporte mecánico de la capa nitrurada para el
recubrimiento duro, dado que en las probetas solo recubiertas sin nitrurado previo, el recubrimiento se
rompió durante el ensayo.
Palabras clave: recubrimientos cvd – procesos dúplex – nitruración iónica
1. INTRODUCCIÓN
La Ingeniería de Superficies asistida por plasma comprende un número de técnicas entre las que se incluyen
implantación, difusión y recubrimientos por CVD o PVD [1,2]. Las distintas técnicas se han venido aplicado
con éxito para determinadas solicitaciones y en distintos ámbitos, como óptica, electrónica, energía y
mecánica. En la industria metalmecánica y en sectores específicos como las máquinas de la industria
alimenticia, se requiere la combinación de dureza, estabilidad estructural y resistencia al desgaste junto con
resistencia a la corrosión. Es aquí donde las técnicas individuales presentan problemas y se requiere la
combinación y el ajuste de dos o más de ellas.
Los recubrimientos de óxidos, nitruros y carburos son de alta dureza pero puede ser inconveniente
depositarlos sobre un sustrato sin ningún tipo de interfase, sobre todo si el sustrato es acero, donde su dureza
máxima podría alcanzar sólo 600-700 HV. No es un problema de adherencia sino más bien estructural, ante
solicitaciones mecánicas. La nitruración iónica es un tratamiento de difusión termoquímica asistida con
plasma, que ha sido ensayada con éxito para endurecer aceros, incluso inoxidables, hasta durezas de
alrededor de 1000-1200 HV [3]. Por otro lado, la capa nitrurada no suele responder bien a la corrosión en el
caso de aceros inoxidables no austeníticos [4], por lo cual podría ser una buena interfase o tratamiento previo
al recubrimiento.
Un grupo de aceros inoxidables muy requerido para aplicaciones especiales son los endurecibles por
precipitación, dado que se pueden maquinar fácilmente en estado recocido y endurecerlos con un proceso de
envejecimiento a temperaturas moderadas (450-550ºC), que no produce cambios dimensionales. Tiene muy
bajo carbono y eso los ha hecho buenos candidatos para la nitruración con una mínima afectación de la
resistencia a la corrosión [5,6].
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