Evaluación del desgaste por deslizamiento y propiedades mecánicas de recubrimiento molibdeno-níquel depositados por rociado térmico con y sin tratamiento térmico posterior

Abstract

El presente trabajo se estudia el comportamiento ante el desgaste por deslizamiento y abrasión de un recubrimiento depositado con una aleación base molibdeno-níquel utilizando la técnica de rociado térmico por plasma sobre un substrato de acero AISI 1020. La evaluación del comportamiento de este recubrimiento frente al desgaste abrasivo se realizó utilizando la norma ASTM G-65. El estudio del desgaste por deslizamiento se realizó según la norma ASTM G-77 en arreglo de bloque sobre anillo utilizando como contraparte una aleación base Cobalto (Stellite 6). Se escogió un diseño factorial 32 con la finalidad de evaluar el comportamiento del par tribológico ante las variaciones de carga y velocidad para lo cual se utilizó un programa estadístico (ANOVA). A fin de determinar la influencia del tratamiento térmico sobre la resistencia al desgaste de estos recubrimientos se realizaron dos tratamientos térmicos, el primero en horno de vacío y el segundo mediante una llama oxiacetilénica. La determinación de la dureza estática de los recubrimientos con y sin tratamientos térmico posterior utilizando técnicas de microindentación según la norma ASTM E-384. La microestructura, la superficie y mecanismos de desgaste fueron estudiadas mediante microscopía electrónica de barrido. El recubrimiento sin tratamiento térmico se comportó 55% mejor que los tratados. Este comportamiento probablemente es debido a variaciones en la composición química de los óxidos presentes como consecuencia del tratamiento térmico posterior lo cual incidió desfavorablemente sobre la propiedad lubricante de los mismos. El régimen de desgaste presente en todas las muestras fue severo, las tasas de desgaste fueron superiores a 1.10-5 mm3/m. La resistencia a la abrasión presentó un incremento del 68% cuando el recubrimiento fue tratado térmicamente en horno de vacío, este comportamiento fue atribuido a mejoras en la densificación.

This paper studies the behavior under sliding wear and abrasion resistance of a coating deposited with a molybdenum-nickel based alloy using thermal spray technique on a substrate by plasma AISI 1020 steel. Behavioural assessment of the coating against abrasive wear was conducted using the ASTM G-65. The sliding wear study was performed according to ASTM G-77 in block on ring arrangement using as counterpart a cobalt based alloy (Stellite 6). They chose a 32 factorial design in order to evaluate the performance of the tribological pair to changes in load and speed for which we used a statistical program (ANOVA). To determine the influence of heat treatment on the wear resistance of these coatings were two heat treatments, the first vacuum furnace and the second using an oxyacetylene flame. Determining the static hardness coatings with and without subsequent heat treatments microindentation techniques using ASTM E-384. The microstructure and surface wear mechanisms were studied by scanning electron microscopy. The coating without heat treatment behaved 55% better than treaties. This behavior is probably due to variations in the chemical composition of the oxides present as a result of subsequent thermal treatment which adversely impacted lubricating property thereof. The wear rate present in all samples was severe wear rates were higher than 1.10-5 mm3 / m. The abrasion resistance showed an increase of 68% when the coating was heat treated in a vacuum oven, this behavior was attributed to improvements in densification.