Avaluació de les característiques dels recobriments dúplex HVOF + PVD

Abstract

Un dels principals inconvenients que presenten els recobriments PVD (“Physical Vapor Depsition”), és que no es poden dipositar sobre aliatges lleugers degut a la gran diferencia de dureses entre la capa dura superficial dipositada sobre un substrat relativament tou. Aquesta diferencia provoca que sota un esforç temporal on es deformen elàsticament tan el substrat com el recobriment quan es retira l’esforç el substrat recupera la seva forma inicial però el recobriment s’esquerda, aquest fenomen es coneix com l’efecte “pista de gel”. El present treball vol demostrar que depositant una capa intermitja entre el recobriment PVD i el material base es pot evitar aquest fenomen. En aquest TFG la capa intermitja s’ha dipositat mitjançant el procés de projecció tèrmica d’alta velocitat - HVOF (“High Velocity Oxy-Fuel”). S’ha realitzat l’estudi amb diferents combinacions de recobriments dúplex HVOF + PVD sobre diferents substrats, per tal de proposar una possible solució per poder recobrir aliatges lleugers amb recobriments durs PVD. Per realitzar aquesta caracterització s’han dut a terme diferents tipus d’assaigs: assaigs d’adherència (assaigs d’indentació i assaigs Scratch test), assaigs de duresa emprant un ultramicrodurometre, proves de desgast mitjançant un tribòmetre pin-on-disc, anàlisi de gruixos mitjançant microscòpia òptica i electrònica i anàlisi de composició mitjançant SEM-EDX. Els substrats estudiats han estat: acer, alumini, magnesi i titani amb dos tipus de recobriments HVOF (WC-CoCr i CrC-NiCr) i amb tres tipus de recobriments PVD (TiN, TiAlN i DLC). La innovació d’aquest treball ha estat l’amplitud de mostres analitzades, ja que anteriorment aquest tipus de caracterització només s’havia realitzat sobre aliatges de titani + WC-CoCr + TiN/TiNAl. El resultat més important del treball ha estat aconseguir un dels principals objectius d’aquest, és a dir, evitar l’aparició de l’efecte “pista de gel”. Els recobriments conserven les propietats mecàniques a tots els aliatges estudiats. Una conclusió remarcable desprès d’analitzar els resultats és que aquesta tècnica pot ser una possible solució a l’hora de dipositar una capa de PVD sobre un aliatge lleuger. Un altre conclusió a destacar ha de ser la importància de l’operació de polit prèvia al recobriment PVD, ja que ha de presentar una baixa rugositat superficial per poder garantir una adherència òptima entre les dues interfases, efecte que limita la geometria de les peces a recobrir per tal de poder realitzar aquest operació.