Propiedades tribomecánicas de sistemas sustrato-recubrimientos duros

Abstract

El interés en el comportamiento tribomecánico de materiales recubiertos está, entre otros, en la aplicación de éstos como piezas o herramientas de corte, mecanizado y conformado. El deseo de reducir el uso o eliminar los lubricantes, alargar la vida en servicio de los componentes, aumentar la productividad y reducir el tiempo, mantenimiento y gastos de fabricación ha llevado a evaluar, en muchos casos en forma de ensayos prueba - error, diversos materiales base y diferentes recubrimientos. Aunque se sabe que la respuesta tribomecánica efectiva de componentes recubiertos no sólo depende de las propiedades intrínsecas del recubrimiento sino que también de las del sustrato y de la naturaleza y resistencia de la intercara, la información sobre las relaciones básicas entre todos estos factores es escasa. Con el fin de investigar el comportamiento mecánico y al contacto de diversos sistemas sustrato – recubrimiento duros y evaluar la influencia de la naturaleza del sustrato y del espesor del recubrimiento, se ha escogido, con la participación de empresas destacadas en el sector, diversos sustratos (un acero rápido pulvimetalúrgico y tres calidades de metal duro) y se ha podido disponer del recubrimiento TiN (Balinit® A). La primera parte del proyecto comprende la estimación de la dureza y módulo de elasticidad de los sustratos y los recubrimientos por medio de nanoindentación. Por otro lado, se evalúa la resistencia intrínseca de los recubrimientos al desgaste abrasivo mediante una pulidora cóncava (Crater Dimple Grinder). Finalmente, se estudia la adhesión de los recubrimientos mediante ensayos de rayado. Una vez analizados los resultados obtenidos, se puede decir que la deposición de una capa de TiN es beneficiosa, a condición de que ésta no sea demasiado gruesa. Dependiendo de la naturaleza del sustrato, la mejora aportada puede ser más o menos notable, hecho que decide la necesidad de añadir o no el recubrimiento.