Volumen II - SAM

Si bien hay registros en la literatura y aplicaciones industriales de procesos de este tipo denominados
“duplex” [7,8], cada recubrimiento y cada sustrato requieren un estudio que determine si creció sin fisuras
sobre la interfase, si responde mecánicamente a la fricción o al desgaste.
En este trabajo se presentan los estudios de desgaste por erosión y de corrosión en cámara de niebla salina de
distintos recubrimientos obtenidos en un reactor de PE-CVD sobre un acero endurecible por precipitación,
Corrax®, de la firma Uddeholm. También se realizó el análisis de un recubrimiento de SiO2 aplicado sobre
probetas nitruradas previamente y se realizó una clasificación de todos los materiales según su potencial de
corrosión en circuito abierto contra un electrodo de calomel saturado.
2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
El material de este estudio fue el acero endurecible por precipitación de tipo martensítico, de nombre
comercial Corrax (Uddeholm), con composición química según la Tabla 1. Las probetas se maquinaron de
una barra en estado recocido de 25 mm y se obtuvieron discos de 24 mm de diámetro y 6 mm de alto. Se
envejecieron a 530º C por 2 horas, tratamiento recomendado por el fabricante para obtener máxima dureza.
Tabla 1. Composición química del acero PH Corrax - Uddeholm
Elem. químico C Si Mn Cr Ni Mo Al
% en peso 0.03 0.3 0.3 12.0 9.2 1.4 1.6
Los recubrimientos se realizaron en dos reactores tipo PE-CVD “Plasma Enhanced Chemical Vapor
Deposition” en la Facultad Reg. Haedo de la UTN [9]. Uno, con una fuente de radio frecuencia de 13.56
MHz y 120 W de potencia, fue usado para el recubrimiento de dióxido de silicio (SiO2), que fue una película
bicapa depositada en dos etapas. El segundo es un equipo de descarga continua, con una potencia de proceso
de 600W, que fue usado para los otros dos recubrimientos, Si3N4 y SiC. Los tres tipos de recubrimientos se
presentan en la Tabla 2 con los gases precursores, el detalle de la tensión de bias y la temperatura de proceso.
En la Figura 1 se esquematizan los equipos utilizados.
Fórm. Recubrimiento
Tabla 2. Recubrimientos PE-CVD
Gases precursores BIAS Temp.
SiO2 Dióxido de silicio hexametildisilano y oxígeno No 500 o C y amb.
Si3N4 Nitruro de silicio hexametildisilano y nitrógeno Sí, 800 V 700 o C
SiC Carburo de silicio hexametildisilano y metano Sí, 800 V 700 o C
a) b)
Figura 1. Equipos PE-CVD para la deposición de recubrimientos. a) RF, b) Descarga continua.
La nitruración iónica se llevó a cabo en un equipo industrial con descarga DC pulsada de la firma IONAR
S.A. [4]. Los parámetros básicos del proceso fueron: sputtering en mezcla de Ar e H2 por 2 horas, nitruración
a 390º C por 12 horas en una mezcla de hidrógeno y nitrógeno, con relación H2:N2 de 3:1.
La composición superficial de los recubrimientos fue determinada usando un microscopio electrónico de
barrido marca Philips equipado con un sistema de microanálisis dispersivo en energía (Edax). El espectro se
obtuvo utilizando un potencial acelerador de 12 KeV. Los grupos funcionales fueron estudiados utilizando
un equipo Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) (Nicolet Mod. MAGNA 560), ambos de la
CNEA, Argentina. Para revelar estructuras, las probetas fueron cortadas transversalmente e incluidas después
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