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PROPIEDADES MECáNICAS Y COMPORTAMIENTO TRIBOLóGICO DE RECUBRIMIENTOS MULTICAPA DE CrN/TiN PROPRIEDADES MEC NICAS E COMPORTAMENTO TRIBOLóGICO DE REVESTIMENTOS MULTICAMADA DE CrN/TiN MECHANICAL PROPERTIES AND TRIBOLOGICAL BEHAVIOUR OF CrN/TiN MULTILAYER COATINGS  [cached]
Maryory Astrid Gómez,Gilberto Bejarano,Diego Alejandro Cano,Jaime Alberto Osorio
Revista EIA , 2011,
Abstract: Los recubrimientos multicapa representan una clase promisoria de recubrimientos protectores, gracias a la mejora en las propiedades tribológicas, mecánicas y anticorrosivas que confieren a las superficies recubiertas. Esto ha motivado la investigación, desarrollo e implementación de estos materiales en muchas aplicaciones industriales, debido a que en la actualidad los requisitos que se tienen en la industria no se satisfacen con materiales que cumplan con una propiedad buena, sino con una combinación de buenas propiedades para la mayoría de las aplicaciones. En este trabajo se depositaron recubrimientos multicapa de CrN/TiN por pulverización catódica; la variación del número de bicapas de los recubrimientos con 4 ju,m de espesor fue de 10, 40, 80 y 100. El tama o de grano y la rugosidad de los recubrimientos se determinaron mediante microscopía de fuerza atómica; se realizaron pruebas de microdureza y adhesión por rayado, los coeficientes de fricción se evaluaron en un tribómetro de tipo esfera sobre disco y la resistencia al desgaste abrasivo se determinó por el método Calotest. Los recubrimientos con 100 bicapas de CrN/TiN exhibieron un volumen de desgaste dos órdenes de magnitud menor que las muestras de una monocapa de TiN y de CrN. Las propiedades mecánicas fueron fuertemente influenciadas con la disminución del espesor del período de modulación de los recubrimientos, incrementándose de 23,1 GPa para la muestra con 10 bicapas a 29,8 GPa para la muestra con 100 bicapas de CrN/TiN. Os revestimentos multicamada representam uma classe promissória de revestimentos protetores, devido à melhora nas propriedades tribológicas, mecanicas e anticorrosivas que conferem às superfícies recobertas. Isto tem motivado a pesquisa, desenvolvimento e implementa o destes materiais en muitas aplica es industriais, porque na atualidade os requisitos que se têm na indústria n o se satisfazem com materiais que cumpram com una propriedade boa, sino com uma combina o de boas propriedades para a maioria das aplica es. Neste trabalho depositaram-se revestimentos multicamada de CrN/TiN por pulveriza o catódica; a varia o do número de bicamadas dos revestimentos com 4 μm de espessura foi de 10, 40, 80 y 100. O tamanho de gr o e a rugosidade dos revestimentos determinaram-se mediante microscopia de for a atómica; realizaram-se provas de microdureza e ades o por rajado, os coeficientes de fric o avaliaram-se em um trib metro de tipo esfera sobre disco y a resistência ao desgaste abrasivo determinou-se por o método Calotest. Os revestimentos com 100 bicamadas de CrN/TiN exib
Evaluación de las propiedades tribológicas de recubrimientos multicapa de Cr/crc depositados sobre dos sustratos diferentes Tribological properties evaluation of Cr/crc multilayer coatings deposited on two substrates differents
Maryory Gómez,Arturo Lousa,Joan Esteve
Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales , 2012,
Abstract: La combinación de materiales cerámicos y metálicos en estructuras multicapa es bien conocida por producir recubrimientos con un comportamiento mecánico y tribológico mejorado. En este artículo, reportamos las propiedades tribológicas de recubrimientos multicapa de cromo/carburo de cromo Cr/CrC nanométricos depositados por pulverización catódica magnetrón r.f. Las pruebas de fricción y desgaste en deslizamiento fueron desarrolladas sobre multicapas de Cr/CrC también como sobre recubrimientos de referencia de CrC. El comportamiento al desgaste en deslizamiento en seco de las multicapas de Cr/CrC fue investigado usando la técnica de esfera sobre disco con contra cuerpos esféricos de alúmina y acero. Los recubrimientos multicapa exhibieron resistencia al desgaste en deslizamiento en seco mejor que el de referencia. Las multicapas de Cr/CrC mostraron coeficientes de fricción en seco entre 0,50 y 0,60 y la monocapa de CrC alrededor de 0,30 a lo largo de toda la prueba. Los principales mecanismos de desgaste en deslizamiento son discutidos. The combination of ceramic and metallic materials in multilayered structures is well known to produce coatings with improved mechanical and tribological behavior. In this paper, we report the tribological properties of nanometric chromium/chromium carbide (Cr/CrC) multilayer coatings deposited by r.f. magnetron sputtering. Sliding friction and wear tests were performed on Cr/CrC multilayers as well as on CrC reference coatings. The dry sliding wear behavior of Cr/CrC multilayers was investigated using the ball-on-disk technique with alumina and steel ball counterparts. The multilayered coatings exhibited a dry sliding wear resistance better than the reference. The Cr/CrC multilayers showed dry friction coefficients between 0,50 and 0,60 and the CrC single layer around 0,3, for extended sliding tests. The main mechanisms of sliding wear are discussed.
Preparación de recubrimientos multicapa de base zirconia por vía sol-gel; caracterización microestructural y mecánica  [cached]
Caruso, R.,Plá, F.,Parralejo, A. D.,Guiberteau, F.
Revista de Metalurgia , 2001,
Abstract: Frequently, the total substitution of a specific material for a certain application can be avoided by improving their surface properties (resistance to erosion and corrosion, electric properties, etc.). In particular, surface protection with ceramic coatings can be the solution of many practical problems. For this reason, the development of new ceramics coatings is a research area of technological interest. Sol-gel is a very interesting route to obtain oxide thin films on different substrates. In this work, our interest is centred on the protection of metallic substrates by using sol-gel zirconia coatings. The precursor sol-gel solution was obtained by hydrolysis of zirconium n-propoxide in propanol and nitric acid. We developed a routine fabrication of free cracks multilayer dip-coatings, with total thickness in the range 200-3000 nm. A microstructural and mechanical characterisation, by using Berkovich ultramicrohardness tests, will be presented. En ocasiones, no es necesario sustituir completamente un material para una determinada aplicación, sino que bastaría con mejorar sus propiedades superficiales (resistencia a erosión y corrosión, propiedades eléctricas, ópticas, etc.). La protección superficial mediante recubrimientos cerámicos puede ser la solución de muchos problemas prácticos, por lo que su estudio y desarrollo constituye un área de gran interés tecnológico. Una de las rutas más interesantes para obtener películas delgadas de óxido sobre diferentes substratos es la vía sol-gel. En este trabajo, nuestro interés se centra en la protección de substratos metálicos mediante recubrimientos sol-gel de base zirconia depositados por inmersión (dip-coating). Las soluciones sol-gel se obtuvieron mediante la hidrólisis de n-propoxido de zirconio en propanol con ácido nítrico. El método de fabricación propuesto permite la obtención de recubrimientos multicapa libres de grietas y con espesores en el rango 200-3000 nm. Se presentan los resultados de un estudio de caracterización microestructural y mecánica, éste último mediante ensayos de ultramicrodureza Berkovich.
Desarrollo y propiedades de recubrimientos nanocomposities lubricantes  [cached]
D. Martínez-Martínez,C. López-Cartes,J.C. Sánchez-López,A. Fernández
Ciência & Tecnologia dos Materiais , 2006,
Abstract: El desarrollo de recubrimientos que combinen propiedades de alta dureza con bajos valores de fricción y desgaste constituye un área de investigación de notable interés por su impacto en la mejora del rendimiento de multitud de piezas y herramientas que se utilizan en operaciones industriales tales como corte, mecanizado, etc. En este trabajo se presentan los resultados conseguidos a partir de nuevos sistemas nanoestructurados lubricantes formados por nanocristales de una fase dura (nc-TiC) que se integran dentro de una masa de material amorfo de bajo coeficiente de fricción (a-C). La síntesis se ha realizado mediante la técnica de "magnetron sputtering" a partir de blancos de Ti y grafito. La caracterización microestructural y química de los recubrimientos se ha llevado a cabo por microscopía electrónica de transmisión (TEM), difracción de rayos X (XRD), espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), microscopía de fuerzas atómicas (AFM) y espectroscopía de pérdida de energía de electrones (EELS). Las propiedades tribológicas se han estudiado a temperatura y humedad ambientales utilizando un tribómetro pin-on-disk con acero como antagonista a presiones de contacto de ~1 GPa. Controlando las condiciones de síntesis se pueden conseguir rangos de fricción (0,1 a 0,4) y durezas (7-27 GPa) con razonables tasas de desgaste (k~10-7 mm3/Nm). El estudio de la relación existente entre la microestructura, composición química y las propiedades medidas nos permitirá la optimización de tales sistemas nanoestructurados para su mejor aprovechamiento tecnológico. The development of coatings which combine high hardness and low values of friction and wear is an interesting research area due to the improvement of the performance of many pieces and tools used in industrial processes, such as casting, cutting, etc. In this work we present the results obtained from novel lubricant nanostructured systems formed by nanocrystals of a hard phase (nc-TiC) embedded in a low-friction amorphous matrix (a-C). Synthesis was performed by magnetron sputtering of Ti and C targets. Chemical and miscrostructural characterization were carried out by transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), atomic force microscopy (AFM), and electron energy loss spectroscopy (EELS). Tribological properties were studied at ambient environmental conditions by means of a pin-on-disk tribometer employing steel as counterpart at Hertzian pressures of ~1 GPa. Depending on synthesis conditions, friction (0,1 to 0,4) and hardness (7-27 GPa) values ca
PROPIEDADES MECáNICAS Y COMPORTAMIENTO TRIBOLóGICO DE RECUBRIMIENTOS MULTICAPA DE CrN/TiN
Gómez,Maryory Astrid; Bejarano,Gilberto; Alejandro Cano,Diego; Osorio,Jaime Alberto; Bolívar,Francisco Javier;
Revista EIA , 2011,
Abstract: multilayer coatings represent a promising class of protective coatings due to the improvement in tribological, mechanical, and anticorrosive properties conferred to the coated surfaces. this has motivated the research, development and implementation of these materials in many industrial applications; nowadays the requirements of the industry are not satisfied with materials that have a good property, but a combination of good properties for most of the applications. in this work crn/tin multilayer coatings were deposited by magnetron sputtering; the variation of number of coating bilayers with 4 ju,m total thickness was of 10, 40, 80 and 100. the grain size and the roughness of coatings were determined by means of atomic force microscopy; micro hardness and scratch adhesion tests were performed, the friction coefficients were evaluated in a ball on disk tribometer, and the abrasive wear resistance was determined by calotest method. the coatings with crn/tin 100 bilayers exhibited a wear volume two orders of magnitude lower than the single layer coatings of tin and crn. mechanical properties were strongly influenced by the decrease of the modulation period thickness of the coatings, having increased from 23.1 gpa for the sample with 10 bilayers to 29.8 gpa for the sample with crn/tin 100 bilayers.
Mejoramiento de propiedades mecánicas y tribológicas en herramientas industriales mediante aplicación de recubrimientos multicapa de TiN/ZrN
Gómez,Maryory Astrid; Bejarano Gaitán,Gilberto; Osorio,Jaime Alberto;
Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia , 2010,
Abstract: most of the hard coatings have good wear and corrosion resistance; they have been widely used commercially to increase the life span of some industrial elements, for example, cutting tools, sprockets, bearings and components for industrial machinery. in this work tin/zrn multilayer coatings were deposited with 10 bilayers by r.f. magnetron sputtering technique, which was also used to deposit monolayer coatings of tin and zrn. in addition, the multilayer coating was applied in milling tools and their performance was evaluated in terms of tool life. the coatings were characterized to laboratory scale through x-ray diffraction, atomic force microscopy, knoop micro hardness, wear tests by calotest and adhesion measures by scratch test. the multilayer coating exceeded the monolayer coatings in wear resistance, surface hardness and critical load supported. the adhesion showed for all the coatings was very good as to be considered industrial coatings. the life span of the milling tools were increased to 54.1 % with the application of the multilayer coating.
Determinación de las constantes ópticas de películas delgadas de óxido de esta o y de plata para su utilización en recubrimientos multicapa de baja emisividad  [cached]
Martín Palma, R. J.,Martínez Duart, J. M.,Malats i Riera, A.
Boletín de la Sociedad Espa?ola de Cerámica y Vidrio , 2000,
Abstract: The determination of the values of the optical constants (n, refractive index and k, extinction coefficient) in the visible range of both silver (Ag) and tin oxide (SnO2) films is a necessary condition to predict the behaviour of a SnO2/Ag/SnO2 multilayer for low emissivity coatings, improving the visual comfort. For this purpose, thin films of Ag and SnO2 with a thickness similar to that of multilayer coatings (90 and 380 respectively) were used in order to avoid the thickness dependence of the optical constants. A simulation computational program based on the matrix method was employed to estimate the values of the optical constants of these films in the visible range. It has been also determined the dependence on the wavelength of the absorption coefficient (α), as well as the value of the energy gap, and the nature of the optical transitions. La determinación de los valores de las constantes ópticas (n, índice de refracción y k, coeficiente de extinción) en el espectro visible de películas tanto de plata (Ag) como de óxido de esta o (SnO2), es una condición necesaria para predecir el comportamiento de un recubrimiento multicapa de baja emisividad con la estructura SnO2/Ag/SnO2 en relación al confort visual. Para este propósito, se han caracterizado láminas delgadas de Ag y de SnO2 con un espesor similar al que tienen en los recubrimientos multicapa (90 y 380 respectivamente), evitando así la dependencia con el espesor de las constantes ópticas. Se ha utilizado un programa informático de simulación basado en el método matricial para determinar los valores de las constantes ópticas de dichas películas en el espectro visible. Ha sido determinada asimismo la dependencia del coeficiente de absorción (α) con la longitud de onda, así como el valor del ancho de banda prohibida del óxido de esta o, y la naturaleza de la transición óptica.
Influencia del tratamiento térmico en las intercaras y propiedades mecánicas de un laminado multicapa de aluminio  [cached]
Cepeda-Jiménez, C. M.,Hidalgo, P.,Pozuelo, M.,Ruano, O. A.
Revista de Metalurgia , 2010,
Abstract: The microstructure and mechanical properties in the interface region of a multilayer laminate based on high strength aluminium alloys, Al 7075 and Al 2024, have been characterized mainly by EBSD and shear tests. It is shown that the time of solution treatment during T6 thermal treatment modifies the microstructure of the constituent alloys adjacent to the interface and, as a consequence, the interfacial mechanical properties. The combination of the correct rolling processing with optimized thermal treatment leads to strong interfaces prone to delaminate, and thus, materials with outstanding mechanical properties. En este trabajo se han caracterizado la microestructura y las propiedades mecánicas alrededor de la intercara de un material multicapa de aluminio basado en las aleaciones Al 7075 y Al 2024. Las técnicas empleadas, principalmente, han sido EBSD y ensayos de cizalla para determinar propiedades mecánicas de las intercaras, en función del tiempo de solubilización durante el tratamiento térmico T6. Dicho tratamiento modifica la microestructura de las aleaciones constituyentes adyacentes a la intercara y, por tanto, las propiedades mecánicas de esta. La combinación de la ruta de procesado adecuada mediante laminación en caliente, junto con un tratamiento térmico optimizado conduce a intercaras resistentes, propensas a delaminar y, por ello, a materiales con propiedades mecánicas excelentes.
Modificación de las propiedades superficiales de aceros inoxidables Dúplex mediante recubrimientos por láser  [cached]
Amigo, V.,Pineda, Y.,Segovia, F.,Vicente, A.
Revista de Metalurgia , 2004,
Abstract: Laser cladding is one of the most promissing techniques to restore damaged surfaces and achieve properties similar to those of the base metal. In this work, duplex stainless steels have been cladded by a nickel alloy under different processing conditions. The influence of the beam speed and defocusing variables has been evaluated in the microstructure both of the cladding and heat affected zone, HAZ. These results have been correlated to mechanical properties by means of microhardness measurements from cladding area to base metal through the interface. This technique has shown to be very appropriate to obtain controlled mechanical properties as they are determined by the solidification microstructure, originated by the transfer of mass and heat in the system. La posibilidad de restaurar superficies y, con ello, las propiedades de las mismas mediante el recubrimiento por láser de polvos constituye uno de los mayores intereses en las investigaciones actuales. En este trabajo se ha obtenido un recubrimiento de una aleación base níquel, mediante el tratamiento láser de polvos elementales para diferentes condiciones de procesado. Se ha evaluado la influencia de las variables de proceso, velocidad del láser y desenfoque del haz láser en la microestructura de los recubrimientos y con ello en las propiedades finales de los mismos, así como en la transición de estas a través de la interfase y la zona afectada por el calor, ZAC, evaluada mediante perfiles de microdureza. La obtención de recubrimientos a partir de polvos resulta muy adecuada, en este caso, al obtener unas propiedades mecánicas que están determinadas por la microestructura de solidificación, originada por la transferencia de masa y calor en el sistema.
Propiedades mécanicas y tribólogicas de recubrimientos alumina/titania proyectados por oxifuel (spray llama)  [cached]
Saura, J. J.,Habib, K. A.,Ferrer, C.,Damra, M. S.
Boletín de la Sociedad Espa?ola de Cerámica y Vidrio , 2008,
Abstract: In this paper the porosity, phases, mechanical properties and abrasive wear resistance of ceramic layers of Al2O3/TiO2 deposited using the flame spray process are evaluated. The proportion of titania has a strong influence on the porosity of the coating, having observed an approximately linear plot decrease with the increasing of titania′s content. Crystalline phases of the deposited layers changed according to the characteristics of the powder and the thermal process employed. It has been observed that hardness depends only on the titania percentage, also toughness decreases with coatings hardness but resistance to abrasive wear traces an increasing lineal plot with this property. En este trabajo se ha estudiado, las fases, las propiedades mecánicas y la resistencia al desgaste abrasivo de recubrimientos cerámicos alumina/titania proyectados por el proceso de oxifuel (spray llama). La proporción de titania tiene una fuerte influencia sobre la porosidad de los recubrimientos, habiéndose observado una disminución casi-lineal de la porosidad con el incremento de titania. Las fases cristalinas que resultan después de la proyección han variado según la naturaleza del polvo y el proceso térmico experimentado. Mientras la dureza obtenida depende sólo del porcentaje en peso de titania, la tenacidad es una función inversa de la dureza, y, la resistencia al desgaste por abrasión es una función creciente con la dureza de los recubrimientos.
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