NITRURACIÓN Y RECUBRIMIENTOS
SOBRE ACEROS INOXIDABLES:
UNA EXPERIENCIA DE
COLABORACIÓN
UNIVERSIDAD-INDUSTRIA
Sonia P. Brühl
Argentina
La Playa
Concepción del Uruguay
Buenos Aires
750 km
La Basílica
Mar del Plata
Concepción del Uruguay
Entre Ríos
La Facultad
INTRODUCCIÓN
Aceros Inoxidables
Nitruración Iónica
Recubrimientos
Desgaste y Corrosión
Objetivo:
Mediante un convenio Universidad-Empresa, investigar
procesos superficiales asistidos por plasma como nitruración
y recubrimientos y diseñar equipos que puedan ser
construidos en el país con tecnología propia y servir a la
industria nacional.
TRABAJO EN CONJUNTO
Grupo de Ingeniería de Superficies – UTN – FRCU
Nitruración, ensayos de desgaste, de corrosión cualitativos.
IONAR S.A. Amado Cabo
Nitruración en un equipo industrial - Diseño de nuevo equipamiento
Instituto de Física del Plasma (UBA-CONICET)
Adriana Márquez
Recubrimientos PVD por arco catódico
División Corrosión – INTEMA (CONICET-UNMdP)
Silvia Simison
Corrosión Electroquímica, caracterización.
MATERIALES Y PROCESOS
NITRURACIÓN IÓNICA DE ACEROS
AISI 316L
PH: Corrax y PH X Supra
AISI 420
RECUBRIMIENTOS PVD
TiN por arco catódico
con o sin implantación (PBII&D)
RECUBRIMIENTOS CVD
a-H:DLC
Oxinitruros de Ti y Si
ACERO INOXIDABLE 316L
NITRURADO Y RECUBIERTO
Prob.
Dureza HV
Técnica
P
230 ± 10
HV 50 g
N
590 ± 20
HV 50 g
R
1160 ± 90
Nanoind. 2 mN
D
1080 ± 80
Nanoind. 2 mN
SEM Rec.
PVD TiN
3000
TiN I&D
2500
316L patron
TiN
austenita
Cr2O3
1500
cuentas (u.a.)
2000
1000
DRX
SEM-FIB Rec. PVD TiN
35
40
45
50
2 (grados)
55
60
65
CORROSIÓN
Ensayo en cámara de niebla salina, 100 hs
Patrón
Recubierta
Nitrurada
Duplex
CORROSIÓN
Efecto sobre la corrosión del pre-tratamiento
de nitruración
RECUBRIMIENTOS
CVD SiNX SOBRE CORRAX (PH)
Ensayos
de Fretting
Recubierta SiNx
Perfil WLI, sólo recubierta
Duplex, Nit.+ SiNx
Perfil WLI, duplex
ADHESIÓN
Indentación
Rockwell C
Recubierta SiNx
Duplex, Nit.+ SiNx
Scratch test
Recubierta SiNx
Duplex, Nit.+ SiNx
CORROSIÓN
Comparación con Corrax nitrurado
en dos condiciones: 25% (1) y 25% (2)de N2
|Ebk – Ecorr|
Corrax: 0,27 V
Nitr. 1: --Nitr. 2: 0,07 V
0,2
Non nitrided
0,1
Potential E [Volts]
Polarización
Potenciodinámica
cíclica. Vuelta
a J = 200 mA/cm2
(E200)
0,0
-0,1
-0,2
Nitrided 1
-0,3
-0,4
Nitrided 2
-0,5
1E-8
1E-7
1E-6
1E-5
1E-4
2
Current Density J [A/cm ]
1E-3
CORROSIÓN
Recubrimiento
a-SiNx:H
0,2
Sin nitruración
previa
non nitrided
Potential E [Volts]
|Ebk – Ecorr|
0,1
0,0
-0,1
-0,2
coated
-0,3
Corrax: 0,27 V
Sólo rec.: 0,21 V
-0,4
1E-10
1E-9
1E-8
1E-7
1E-6
1E-5
1E-4
2
Current Density J [A/cm ]
1E-3
0,01
CORROSIÓN
Recubrimiento
a-SiNx:H
Proceso Duplex
1,5
Duplex 2
|Ebk – Ecorr|
Nitr. 2: 0,07 V
Duplex 1: 0,28 V
Duplex 2: 1,01 V
Potential E [Volts]
1,0
0,5
Duplex 1
0,0
-0,5
-1,0
1E-10 1E-9
Nitr 2
1E-8
1E-7
1E-6
1E-5
1E-4
1E-3
2
Current Density J [A/cm ]
0,01
0,1
1
DISCUSIÓN
Interacciones Plasma - Superficie
Especies del Plasma
Procesos en el plasma
Parámetros óptimos
del proceso
Formación de films
Fenómenos de interfase
Procesos de difusión
CONCLUSIÓN
Mecanismos de corrosión y desgaste en
capas finas o películas delgadas
Diseñar la protección
adecuada
METAS
Continuar la cooperación, seguir avanzando en
el conocimiento, aplicable a soluciones
tecnológicas, en las áreas:
Procesos combinados asistidos por plasma
Ensayos de materiales (estructura, mecánicos, corrosión)
Diagnósticos de plasma en equipos CVD y termoquímicos
Diseño de nuevos recubrimientos: DLC soft, oxinitruros..
Aplicaciones a industrias específicas: petróleo, alimenticia,
instrumental médico, biomateriales.
AGRADECIMIENTOS
Grupo GIS: Ings. R. Charadia, J. Cimetta, N. García. Tesistas
Lics. Eugenia Dalibón y Laura Vaca. Becarios alumnos
INTEMA: Tesista Ing. Lisandro Escalada
INFIP: Tesista Mariana Fazio
Lab. Plasma UTN Fac. Reg. Haedo
SEM, CNEA – CAC
WLI y FIB, Univ. Saarland, Alemania
Financiación UTN, UNMdP, ANPCyT (PICTs y FONTAR)
¡Gracias!
Nuestro sitio web:
http://www.frcu.utn.edu.ar/investigacion/gis.html
Mis e-mails:
[email protected] / [email protected]
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