Evaluación de la adhesión de los recubrimientos de TiNX depositados por PAPVD en una aleación de Alumino 2024-T3 y 7075-T6

Abstract

El presente trabajo tiene como objetivo fundamental evaluar la adherencia de los recubrimientos de TiN depositados por la técnica de PAPVD sobre aleaciones de aluminio 2024-T3 y 7075-T6 empleando la técnica de rayado. El ensayo se realizó utilizando un indentador Rockwell C de 200 μm de radio, la carga normal se aplicó de manera progresiva y varió de (4-50N), la velcidad de aplicación de carga fue 10 N/min y la de avance del indentador 10 mm/min. De la misma manera para establecer la influencia de las propiedades del recubrimientos en la adherencia se realizó una completa caracterización del mismo evaluando la rugosidad, espesor, composicón química, morfología , dureza compuesta e intrínseca mediante el uso de un modelo matemático. Todos los recubrimientos analizados fallaron a la carga mínima aplicada de 4N, mostrando un agrietamiento severo y una pronunciada deformación plástica del substrato. El sistema AA 2024-T3 / TiN mostró una mejor respuesta mecánica que el AA 7075-T3, sin embargo con el uso de la técnica de rayado no se pudo determinar un valor de carga crítica de falla asociado a la adherencia del conjunto. Para explicar los resultados obtenidos se realizaron ensayos de indentación a carga entre 1-5 N, con la finalidad de observar si el recubrimiento experimentaba agrietamiento a valores menorea a los 4 N y se utilizó la teoría de elasticidad de Hertz para evaluar las condiciones de contacto hertziano en el inicio del ensayo de rayado. De los resultados obtenido se logró evidenciar que el recubrimiento se agrietaba a valores de carga tan pequeños como 1N. La simulación de las condiciones de contacto reveló que para valores de carga analizados (1-5N) los esfuerzos de von Mises se encuentran por encima del límite de fluencia del material de substrato, en tal sentido, éste no proporciona un adecuado soporte de carga y el recubrimiento falla de manera prematura.