Recubrimientos de TiN depositados mediante ACPVD sobre aleaciones de magnesio AM60

Abstract

INTRODUCCIÓNEl magnesio es un metal que ofrece muy buenas propiedades específicas gracias a su baja densidad, lo que le sitúa entre en uno de los materiales más atractivos para el sector de la automoción y aeronáutica [1,2]. No obstante, su baja dureza y baja resistencia a la corrosión y al desgaste presenta un gran inconveniente para ciertos sectores industriales [3]. Estas limitaciones pueden ser mejoradas mediante la deposición de capas delgadas cerámicas en su superficie. Entre los recubrimientos duros cerámicos, el TiN es uno de los más utilizados debido a su alta dureza, resistencia y estabilidad química [4]; estas propiedades están influidas por el tipo de crecimiento que presente el recubrimiento policristalino, que a su vez dependerá de las propiedades elásticas y difusivas del material [5].La deposición física en fase vapor mediante arco catódico (ACPVD), es una técnica ampliamente usada en la fabricación de recubrimientos delgados duros que presenta una alta versatilidad en la producción de capas metálicas o cerámicas a bajas temperaturas, generando recubrimientos homogéneos y de alta calidad [6]. La evaporación del material se realiza mediante descargas sobre el cátodo, a altas corriente y bajos voltajes. La gran ventaja que presenta, es su alto grado de Las aleaciones de magnesio están alcanzando especial interés gracias a sus buenas propiedades específicas, bajo coste y buenas propiedades de moldeabilidad. No obstante su baja dureza, resistencia a desgaste y corrosión, limita sus aplicaciones en ciertos campos de la industria. Estos inconvenientes se pueden solucionar aplicando recubrimientos duros cerámicos, como nitruros o carburos metálicos. El TiN es uno de los más utilizados debido a su alta adherencia, dureza, bajo coeficiente de fricción y estabilidad química. La deposición física en fase vapor mediante arco catódico, ACPVD, es una técnica muy versátil, que emplea bajas temperaturas y altas energías de ionización, generando recubrimientos de bajo espesor, homogéneos y de calidad. Para alcanzar una alta calidad en los recubrimientos es necesario un exhaustivo control de los parámetros de fabricación, como son la tensión de polarización, el flujo de gas, la intensidad, etc. El presente artículo estudia la aleación de magnesio, AM60, recubierta con TiN mediante, ACPVD a diferentes valores de intensidad (40A y 100A) y diferente preparación superficial (desbaste hasta grano 4000 y pulido hasta 3μm). Se incluye una condición final donde se introduce una capa de Al intermedia. Las muestras se caracterizaron mediante difracción de rayos X, rugosidad, microscopía óptica y electrónica de barrido. Palabras clave: Recubrimientos, Métodos de deposición, TiN, ACPVD, Microestructura. Deposition of TiN coatings using ACPVD technique on AM60 alloyMagnesium alloys are reaching special interest due to their good specific properties, low cost and good manufacturing properties. However, their low hardness, wear and corrosion resistance limit their applications in certain sectors of industry. These drawbacks can ...