Browsing by Author "Brühl, Sonia Patricia"
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Item Adhesión de recubrimientos PVD sobre AISI 4140 previamente nitrurado para la industria petrolera(2019-09-06) Quintana, Juan Pablo; Uccellini Bermúdez, Massimo Nicola; Tabares, Ignacio Javier; Brühl, Sonia Patricia; Dalibón Bähler, Eugenia LauraSe presentarán y compararán los resultados de adhesión de muestras recubiertas con nitruro de titanio aluminio (TiAlN) con interfase de TiAl con y sin implantación iónica, carbonitruro de titanio en dos proporciones distintas N2/C2H2 y recubrimientos bicapa de Ti/TiN. Como conclusión, vemos que los recubrimientos de Nitruro de titanio aluminio, depositados con implantación iónica fueron los más satisfactorios tanto al scratch test como a la indentación.Item Adhesión y comportamiento al desgaste de recubrimientos cerámicos de Cr/CrN mono y multicapa depositados por PVD sobre acero AISI 4140 nitrurado.(2023-09-08) Maskavizan, Ana Justina; Brühl, Sonia Patricia; Márquez, Adriana Beatriz; Dalibón Bähler, Eugenia LauraUna forma de mejorar las propiedades superficiales del acero de media aleación es mediante la combinación de un tratamiento de nitruración y la posterior deposición de recubrimientos cerámicos duros. En este trabajo se comparan recubrimientos de Cr/CrN monocapa y multicapa depositados por PVD sobre acero AISI 4140 nitrurado. Se estudió su microestructura, adhesión y resistencia al desgaste. El recubrimiento consistente de múltiples capas de Cr y CrN presentó un mejor comportamiento en general en los ensayos realizados.Item Análisis comparativo de recubrimientos protectores de DLC TiSiCN frente al desgaste y a la corrosión(2022-05-02) Carmona, Aníbal Emilio; Delfin, Francisco Andrés; Steven, Germán; Brühl, Sonia PatriciaEn este trabajo se analizaron comparativamente dos recubrimientos PVD diferentes: uno tipo DLC, obtenido mediante la técnica de Plasma Immersión Ion Deposition (PIID) y otro tipo TiSiCN, depositado mediante Plasma Enhanced Magnetron Sputtering (PEMS). Como substrato se utilizó acero de media aleación AISI 4140 en condición de templado y revenido para obtener máxima tenacidad.Item Análisis de cuchillas para corte de papel flitro : propuesta de solución para aumentar su durabilidad(Comisión Nacional de Energía Atómica, 2018-10-05) Brühl, Sonia Patricia; Cimetta, Julio César; Ronconi, Valentín Darío; Charadía, RaúlEn este trabajo se analizaron cuchillas que habían salido de servicio y se estudió el caso para seleccionar nuevo material o tratamiento para elevar su durabilidad. Se sugirió un tratamiento superficial de nitruración iónica para endurecer el filo y se comprobó que sólo uno de los materiales utilizados elevaba su dureza y su resistencia al desgaste con la nitruración. Las pruebas en planta revelaron la falla del material, y siempre en la misma cuchilla del par. Se recomendó el uso del acero AISI M2 en ambas cuchillas, y la nitruración iónica para incrementar su durabilidad.Item Análisis de la resistencia a la corrosión en medios clorados de aceros inoxidables nitrurados y/o recubiertos(Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Concepción del Uruguay., 2011-04-08) Moscatelli, Mauro Nicolás; Brühl, Sonia PatriciaDiferentes industrias como la alimenticia, farmacéutica, medicinal, entre otras utilizan aceros inoxidables para distintas aplicaciones con la finalidad de obtener buenas prestaciones en ambientes corrosivos. Si bien los aceros inoxidables tienen una resistencia a la corrosión general mejor que el resto de los aceros, existe en el sector productivo una marcada preocupación por el comportamiento a algunas formas de corrosión en ambientes clorados como el picado, la corrosión por rendijas, o por fatiga. Este desvelo tiene connotaciones económicas para el sector, que se plasman en cambios de materiales, planes de mantenimiento extensos, paradas de plantas y accidentes por roturas de piezas corroídas, entre otros. Con la premisa de mejorar diferentes cualidades como su comportamiento frente a la corrosión es que desde la comunidad científica se vienen desarrollando procesos de mejoramiento, nuevos materiales y tratamientos, como los superficiales que modifican las características triviales de los materiales Particularmente se realizan modificaciones superficiales que generan capas mejoradas de algunos micrones. Una de estas nuevas técnicas es la nitruración iónica o nitruración asistida por plasma, que permite incorporar nitrógeno en solución sobre la superficie del sustrato o formar capas. Presenta la ventaja de que sólo modifica la superficie sin cambiar las propiedades estructurales del material base. El otro beneficio es la posibilidad de trabajar con bajas temperaturas. El perjuicio de la nitruración iónica asistida por plasma aplicada sobre aceros inoxidables, es que si bien aumenta en forma significativa la dureza superficial de estos, resiente de manera notable su resistencia a la corrosión. Según investigaciones realizadas y publicadas, esta disminución tiene que ver con las condiciones tratamiento térmico previo, en primer lugar; y con los parámetros de nitruración en segundo término. Por lo tanto es de supremo interés analizar la conjugación de estos parámetros para encontrar una solución de compromiso entre resistencia a la corrosión y dureza superficial. Dicha solución puede buscarse modificando los parámetros de nitruración y tratamiento térmico para un mismo acero y estudiar el comportamiento a la corrosión que experimenta en los distintos ensayos acelerados de corrosión. En estas condiciones se analizan los resultados y modifican los parámetros de nitruración. Este proceso debe realizarse hasta llegar a la solución de compromiso.Item Análisis de muestras recubiertas provenientes de pistones de la industria petrolera(2017-08-17) Alderete Gómez, Bruno Martín; Londra, Leandro Matías; Brühl, Sonia PatriciaEn la industria petrolera, se utilizan bombas de fracturación hidráulica para el proceso de extracción. Estas bombean un fluido a elevada presión y caudal de forma que se fractura el reservorio. La pieza clave de estas bombas son los pistones, loso cuales están sometidos a desgaste localizado producido por el ingreso de pequeños agentes abrasivos, que desgastan el pistón mientras este realiza su movimiento alternativo reduciéndose así la vida útil de los mismos. Anteriormente se usaban pistones hechos de acero de baja aleación, recubiertos con Spray Térmico. Sin embarco, esta técnica de fabricación presenta fallas que generan la necesidad de cambiar o realizar mantenimiento a los pistones frecuentemente. A causa de esto, la empresa Y-TEC, en conjunto de IONAR S.A., sugirió un cambio en el material base y el recubrimiento aplicado. Fue propuesto utilizar un acero de aleación media, que luego es nitrurado por plasma y recubierto con una capa de CrAIN mediante PVD. Se analizaron dos muestras, estas son: 1) muestra de los pistones tradicionales 2) muestra de los pistones fabricados a partir del nuevo método de fabricación. A ambas muestras se le observo la superficie y la sección transversal bajo el microscopio electrónico, se estudio la estructura cristalina mediante difracción de RX, se obtuvo la composición química mediante EDX, y se midió la dureza de los recubrimientos y la dureza en profundidad. A partir de los estudios realizados se puede explicar el mejor rendimiento de los nuevos pistones, con respecto a los anteriores, presentando los nuevos tiempos en servicio 300% más largos.Item Análisis del comportamiento al desgaste de acero AISI 4140 nitrurado y post oxidado(Comisión Nacional de Energía Atómica, 2018-10-05) Schierloh, Gonzalo José; Silva, Kevin Daniel; Moreira, Ramiro Damián; Brühl, Sonia PatriciaEn la siguiente investigación se presentan los resultados obtenidos sobre el comportamiento al desgaste de acero AISI 4140 tratado mediante nitruración iónica y post oxidación. Para evaluar el comportamiento al desgaste se les realizó a las muestras tratadas ensayos de tipo abrasivo y adhesivo. Se caracterizaron las muestras midiendo dureza en profundidad y sacando micrografías de la capa modificada. Reuniendo todos los resultados se sacaron conclusiones.Item Análisis del comportamiento al desgaste de acero AISI 4140 nitrurado y post oxidado(2018-10-01) Schierloh, Gonzalo José; Silva, Kevin Daniel; Moreira, Ramiro Damián; Brühl, Sonia PatriciaEn la siguiente investigación se presentan los resultados obtenidos sobre el comportamiento al desgaste de acero AISI 4140 tratado mediante nitruración iónica y post oxidación. Para evaluar el comportamiento al desgaste se les realizó a las muestras tratadas ensayos de tipo abrasivo y adhesivo. Se caracterizaron las muestras midiendo dureza en profundidad y sacando micrografías de la capa modificada. Reuniendo todos los resultados se sacaron conclusiones.Item Análisis del comportamiento al desgaste de acero inoxidable austenitico AISI 316L tratado superficialmente mediante nitruración iónica y láser patterning(2017-08-18) Schierloh, Gonzalo José; Brühl, Sonia Patricia; Guitar, María AgustinaLos aceros inoxidables austenitícos son muy utilizados tanto en a industria alimenticia como en la medica, ya que es necesario utilizar materiales con excelente resistencia a la corrosión. Sin embargo sus propiedades tribológicas son malas, tienen un alto coeficiente de fricción y de muy baja dureza, por o que existe iel riesgo de que se producto deterioro en las piezas o incluso rotura. En este trabajo se presenta el estudio del comportamiento al desgaste de un acero inoxidable austenítico 316L tratado mediante nitruración iónica y estructuración por laser utilizando la técnica llamada laser patterning. El objetivo de este trabajo es encontrar el periodo y orientación de los mismos que mejor se comporte en condiciones de desgaste por deslizamiento. Para caracterizar las muestras se les midió dureza en superficie. Se analizo la superficie de las probetas estructuradas utilizando un microscopio electrónico de barrido y se realizaron cortes con un haz de iones enfocado. Se realizaron ensayos de desgaste a las probetas tratadas en un tribómetro lineal con una bolilla de alúmina como contraparte. Luego utilizando interfenómetro de luz blanco y microscopio confocal se analizaron y midieron las huellas dejadas en los ensayos de desgaste. Con estos datos se calcularon los volúmenes perdidos de cada huella utilizando una aproximación matemática, Se cortaron e incluyeron las muestras para poder observar su micro estructura utilizando microscopia óptica y se midió la capa modificada durante la nitruración. Se discute la posibilidad de uso combinado de esas técnicas y el grado en que mejora en el comportamiento al desgaste del material tratado.Item Análisis del comportamiento al desgaste y adhesión de recubrimientos tipo DLC hard depositados sobre un acero inoxidable martensitico(2017-08-17) Uccellini Bermúdez, Massimo Nicola; Pecina, Jorge Nahuel; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Brühl, Sonia PatriciaLos recubrimiento tipo DLC (Diamond Like Carbon) son químicamente inertes, tienen bajo coeficiente de fricción y buena resistencia al desgate. Existen muchas publicaciones acerca del comportamiento tribológico de estas películas, pero pocas que traten de la resistencia al desgaste por fretting. En este trabajo, se estudio dicha resistencia en diferentes condiciones, cambiando lal duración del ensayo y de la carta aplicada. La película fue depositada mediante CVD asistido por plasma sobre un acero inoxidable martensitico AISI 420. La mitad de las muestras fueron nitruradas previamente a la deposición, y a estas se la denomino dúplex mientras que las que no fueron nitruradas se las nombro como solo recubiertas. El recubrimiento fue caracterizado por espectroscopia Raman. La micro estructura fue observada por OM, SEM y analizada por DRX. La dureza y el Modulo de Young fueron determinados mediante nanoindentación y la adhesión se evaluó a través de indentación ROCKWELL C y ensayos de Scratch Test. El espesor del recubrimiento fue de 2.5 um y el de lal cpa nitrurada fue de 11 um. La dureza del film fue de aproximadamente 16 GPa y el Modulo de Young, 110 GPa. En las muestras recubiertas, al ensayarlas durante 1 hora y con una carga de 1 N, se observo la rotura y el desprendimiento de la película. La carga critica determinada en el ensayo de Scratch Test fue de 47 N para las muestras dúplex y 9N para las muestras solo recubiertas. En el ensayo de Scratch Test con carga constante, se observo un modo de falla, del tipo frágil en las muestras solo recubiertas. En los ensayos de indentación Rockwell C., la adhesión solo fue aceptable en las muestras dúplex. En ambos ensayos de adhesión, la capa nitrurada reduce las tensiones y mejora la adhesión.Item Análisis del comportamiento tribológico de recubrimientos tipo DLC en diferentes condiciones de humedad relativa(Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales., 2022-05-02) Delfin, Francisco Andrés; Brühl, Sonia Patricia; Forsich, Christian; Heim, DanielEn este trabajo se utilizaron muestras de acero de media aleación AISI 4140 recubiertas con DLC blando tipo a-C:H:Si en un reactor comercial PACVD, utilizando acetileno como precursor de carbono y hexametildisiloxano (HMDSO) para aportar silicio como dopante. Se realizaron deposiciones a diferentes temperaturas y variando la potencia del plasma. Las propiedades mecánicas fueron medidas con nanoindentación. Las muestras se ensayaron en condiciones de desgaste por deslizamiento en un contraparte, en tres diferentes condiciones de humedad: seco, ambiente y húmedo. Se utilizó una carga normal de 12 N, una distancia recorrida de 1000 m y una velocidad tangencial de 0,2 m/s. El coeficiente de fricción fue medido de forma continua y se analizó el desgaste en la bolilla mediante microscopio óptico y electrónico con EDS. El desgaste en la muestra fue determinado con microscopía confocal y se realizó análisis con microscopio óptico, SEM/EDS y espectroscopía Raman. Las muestras que contenían silicio presentaron una pérdida de volumen por desgaste de hasta 80 veces superior a las muestras sin contenido de silicio. El coeficiente de fricción de estas últimas fue del orden de 0,05 en las condiciones más secas, mientras que las Si-DLC alcanzaron este valor en condiciones de alta humedad. Para las muestras sin silicio, el desgaste aumentó a medida que se incrementaba la humedad ambiental, mientras que, en las muestras dopadas con silicio, el comportamiento fue a la inversa.Item Barrier coatings deposited via PA-CVD and MS-PVD on recyclable polymer foils for food packaging applications(2024-09-02) Delfín, Francisco Andrés; Forsich, Christian; Schachinger, Manuel; Augl, Stefan; Brühl, Sonia Patricia; Burgstaller, Cristoph; Heim, DanielPlastic litter has become the predominant contaminant in our lands and oceans. Prioritizing waste recycling is essential to halt this ecologically damaging problem. However, the recycling process is hindered when products like food packaging are made of several layers of different polymers co-extruded together to have acceptable barrier properties. This issue can be addressed by depositing thin coatings using plasma-assisted techniques on single-layer polymer foils, to achieve comparable resistance against water and oxygen permeation. Given the nanometric thickness of these coatings, recycling could be potentially carried out without any inconvenience.Item Caracterización avanzada de películas protectoras en aceros desarrolladas con técnicas superficiales asistidas por plasma(2020-11-12) Brühl, Sonia Patricia; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Vaca, Laura Silvia; Soldera, Flavio; Guitar, María AgustinaSe presenta un resumen de resultados obtenidos en la caracterización de películas delgadas y tratamientos superficiales en aceros inoxidables, obtenidos por técnicas asistidas por plasma, como PACVD, nitruración iónica y PVD por arco catódico.Item Caracterización de un recubrimiento multicapa obtenido mediante PVD asistido por plasma(2019-09-05) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Brühl, Sonia Patricia; Delfin, Francisco Andrés; Cirimello, PabloUn recubrimiento multilaminar permite combinar las buenas propiedades de varios materiales, depositados en forma de películas delgadas de diverso espesor. En este trabajo, se emplea la técnica PVD Magnetrón Sputtering para depositar un recubrimiento de 7 μm sobre acero AISI 4140. La base resistente es una capa de AlTiN, seguida de múltiples capas de Ti, Cr y C. La adhesión y el desgaste resultaron muy buenas, con bajo coeficiente de fricción y alta dureza. La resistencia a la corrosión, en cambio no ha arrojado buenos resultados.Item Caracterización de un recubrimiento PVD tipo DLC producido en la industria nacional(2021-10-05) Delfin, Francisco Andrés; Ibarra Schwele, Giuliano; Brühl, Sonia Patricia; Taglioretti, JoséEn este trabajo se estudió un recubrimiento multicapa tipo DLC depositado mediante PVD Magnetrón Sputtering sobre un acero de media aleación AISI 4140, nitrurado y sin nitrurar. El recubrimiento resulta novedoso para la industria nacional, ya que es la primera vez que se produce en nuestro país. La base del mismo es una capa de anclaje de CrN y la capa exterior es carbono amorfo hidrogenado dopado con cromo (a-C:H:Cr). Se realizaron ensayos de desgaste tipo Pin-On-Disk, utilizando una bolilla de Al2O3 como contraparte, con un recorrido de 1000 m y carga de 10 N. Se obtuvo un coeficiente de fricción de μ~0.1, esto es un 80% menos que el acero sin tratar. Se midió una fuerte reducción de en el volumen de material perdido durante el ensayo. La adhesión fue evaluada mediante indentación Rockwell C y Scratch Test de carga constante, donde se observó una mejora notable en las muestras que fueron nitruradas previamente.Item Caracterización y análisis y de un recubrimiento multicapa con DLC como capa final(Universidad Tecnológica Nacional, 2020-10-05) Delfin, Francisco Andrés; Brühl, Sonia Patricia; Dommarco, Ricardo CésarEn este trabajo se estudia un recubrimiento multicapa DLC producido por primera vez en la industria nacional, utilizando un equipo PVD PEMS. La base es una capa de anclaje de AlTiN y la capa exterior es carbono amorfo hidrogenado dopado con cromo(DLC), que le confiere excelentes propiedades tribológicas, como un muy bajo coeficiente de fricción y una buena resistencia al desgaste. Se utiliza la nitruración iónicacomo pretratamiento, lo que mejora notablemente la adhesión al substrato, pero no incide en la resistencia al desgaste por contacto deslizanteen las condiciones que fueron ensayadas.Item Carbon based coatings deposited on stainless steel : study of thermal degradation(2017-03-02) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Trava-Airoldi, Vladimir Jesús; Brühl, Sonia Patricia; Ghafoor, Naureen; Rogström, Lina; Odén, MagnusAmorphous hydrogenated carbon (DLC) coatings have a high hardness depending on the relative amount of sp3/sp2 bondings. They also exhibit an extremaly low friction coefficient and are chemically inert. However, these coatings have some disadvantages which limit their applications. For instance, adhesion is poor when are deposited on metallic substrates and they are also unstable at high temperatures, degrading into graphite and loosing hardness. in this work, DLC coatings were deposited on presipitation hardening stainless steel (PH Corrax) which was plasma nitrided before the coating deposition. The samples were submitted to annealing treatments for an hour at different temperatures from 200 to 600ºC, together with a control group, wich was only coated but not nitrided. After each annealing cycle, Raman Spectroscopy, nanoindentation and microscopy were used to check fil properties. It was demonstrated that the nitriding pretreatment improved not only adhesion but also the thermal stability of the DLC, slowing degradation and preventing delamination.Item Carbon based coatings deposited over AISI 4140 to improve wear resistance in machine components(2023-05) Delfín, Francisco Andrés.; Heim, Daniel; Brühl, Sonia PatriciaCarbon based coatings or DLC are well known to have a low friction coefficient, chemical stability at room or low temperatures, high hardness and also corrosion resistance. Three different carbon-based coatings were deposited over plasma nitrided or non nitrided AISI 4140 mild steel to improve hardness and wear resistance so as tribological properties.Item Carbon based DLC films : influence of the processing parameters on the structure and properties(2018-07-19) Delfin, Francisco Andrés; Brühl, Sonia Patricia; Forsich, Christian; Heim, DanielHydrogenated carbon-based films, such as DLC (“Diamond Like Carbon”), have interesting properties such as excellent tribological behavior, low friction coefficient, high superficial hardness and good wear resistance; they are chemically inert and highly corrosion resistant. They are deposited by means of PACVD (plasma-assisted chemical vapor deposition) with variable film thickness. The load carrying capacity grows with the thickness, so it is possible to deposit thick films on “soft” steels (e.g. low alloyed steels). When increasing coating thickness, surface defects are generated during the deposition process compromising their excellent properties. In this work, different metal substrates have been used to compare adhesion and quantify superficial defects: AISI 316L, DIN 42CrMo4 (AISI 4140) and Böhler K110 (AISI D2). The films were deposited at different temperatures, changing the silicon content and the coating thickness. The samples were placed in the furnace on different positions (standing, lying or up-side down). The films were analyzed with optical and electron microscopy, 3D topography profilometer, and they were tested under sliding wear conditions. Friction coefficient and wear volume were measured, with an average friction coefficient which resulted below 0.05. A higher amount of surface defects was obtained on lying samples compared to the ones up-side down. The quantity of defects increased with the thickness of the coating and decreased with the temperature. The geometry and the growth mechanism of the defects were analyzed.Item Characterization of DLC coatings over nitrided stainless steel with and without nitriding pre-treatment using annealing cycles(2019-04-02) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Czerwiec, Thierry; Trava-Airoldi, Vladimir Jesús; Ghafoor, Naureen; Rogström, Lina; Odén, Magnus; Brühl, Sonia PatriciaAmorphous hydrogenated diamond-like carbon (DLC) coatings were deposited using plasma assisted chemical vapour deposition (PACVD) on precipitation hardening (PH) stainless steel. Plasma nitriding has been used as pre-treatment to enhance adhesion and mechanical properties. Chemical and mechanical properties of DLC coatings are dependent on the hydrogen content and so on the relation between sp3 /sp2 bondings. The bondings and the structure of the DLC film change with temperature. In this work, a study of the thermal degradation and the evolution of the mechanical properties of DLC coatings over PH stainless steel have been carried out, including the effect of an additional nitrided layer. Nitrided and non-nitrided steel samples were subjected to the same coated in the same conditions, and they were submitted to the same thermal cycles, heating from room temperature to 600 C in several steps. After each cycle, Raman spectra and surface topography measurements were performed ◦ and analyzed. Nanohardness measurements and tribological tests, using a pin-on-disc machine, were carried out to analyze variations in the friction coefficient and the wear resistance. The duplex sample, with nitriding as pre-treatment showed a better thermal stability. For duplex sample, the coating properties, such as adhesion, and friction coefficient were sustained after annealing at higher temperatures; whereas it was not the case for only coated sample.