Síntesis y caracterización de nanocompuestos y películas delgadas de TiN/Si3N4 para aumentar la dureza superficial de aceros HSS Bohler S700 y SAE 5210

• Autor: Huaranga Cordova, Jeysson Abel
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2016
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/3951
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/3951
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Nanocompuestos; Recubrimientos metálicos; Nitruro de Titanio; Nitruro de Silicio

Desde 1969 la compañía sueca Sandvik Coromant introdujo la idea de recubrir superficialmente herramientas de corte, dichas herramientas hechas de acero de alta velocidad HSS fueron recubiertas en un inicio de carburo de titanio por la técnica de CVD (chemical vapor deposition), todo ello, con el objetivo de producir recubrimientos duros. Desde los años ochenta se viene sintetizando el carburo de titanio y otros compuestos con la técnica PVD (physical vapor deposition) a nivel internacional. En el presente trabajo establecemos los parámetros óptimos para la fabricación del nitruro de titanio TiN por la técnica de DC Magnetrón Sputtering, en un inicio, trabajamos con hojas de bisturíes para dicho propósito, para luego depositar sobre dos tipos de acero, el acero HSS S700 Böhler usado ampliamente en fabricación de herramientas de corte y el acero SAE 5210. Se trabajó entonces con recubrimientos de monocapa de TiN, para luego recubrir multicapas de TiN/Si3N4 con dos tipos de relación de modulación (relación de espesores de capas lTiN/lSi3N4 10:15 y 3:15) encontrándose diferencias en la dureza. Posteriormente se trabajó con compósitos nanoestructurados de titanio, silicio y nitrógeno, obteniéndose durezas cercanas a las catalogadas como superduras, atribuyéndose esta al tamaño de los granos. La caracterización morfológica fue hecha por SEM para la monocapa de TiN y también las multicapas en los laboratorios de la Universidad de Uppsala. La composición química fue hecha por EDS para el sustrato de acero SAE 5210 y para la monocapa de TiN así como la cuantificación de especies por la matriz ZAF para esta última, para las multicapas se usó espectroscopia Auger y GDOES. Para la caracterización cristalina se usó DRX para las multicapas y compósitos, calculándose el parámetro de red y el tamaño de grano, excepto para la monocapa. Finalmente, como ejemplo de aplicación, se recubrió moletas o rolas para la industria del consumo humano, esto es enlatados de conservas el cual cuadriplicó la vida útil de las moletas reduciendo los tiempos muertos en el recambio.