Resistencia a la corrosión de recubrimientos PVD multicapa de Cr/CrN sobre acero AISI 4140 nitrurado

Abstract

El acero AISI 4140 es ampliamente utilizado en distintas industrias por su alta tensión de ruptura y tenacidad, sin embargo, sus propiedades tribológicas no son buenas. Se ha probado que los recubrimientos cerámicos obtenidos mediante técnicas de plasma como PVD mejoran sus propiedades superficiales, entre ellos, los de base cromo presentan mayor resistencia a la corrosión. Debido a la diferencia de dureza entre el sustrato y los recubrimientos, la nitruración previa del acero mejora su adhesión, brindando mayor soporte mecánico ante altas cargas. Además, la adhesión y el comportamiento ante el desgaste y la corrosión están influenciados por la limpieza de la superficie previa a la deposición. En los recubrimientos multicapa, el crecimiento columnar típico de esta metodología de deposición, se ve interrumpido con el inicio de cada capa. Esto limita la generación de canales a través de los cuales el sustrato queda expuesto al ambiente, mejorando la resistencia a la corrosión [1]. En este trabajo se evaluó la resistencia a la corrosión de recubrimientos multicapa de Cr/CrN depositados sobre acero AISI 4140 nitrurado por plasma. Se compararon dos tratamientos de limpieza previos a la deposición: sputtering mediante una descarga glow en atmósfera de argón e hidrógeno y bombardeo con iones de cromo. Se determinó el espesor mediante calotest, la microestructura mediante DRX, la adhesión por indentación Rockwell C y Scratch Test y la resistencia a la corrosión mediante ensayos potenciodinámicos en solución de NaCl al 3,5 %. El espesor total de los recubrimientos es es de Cr y la última de CrN, con 4 capas de cada uno. El estudio mediante DRX confirmó la formación de CrN. La adhesión resultó mejor con el bombardeo iónico. El recubrimiento, con ambos pretratamientos, mejora la resistencia a la corrosión, siendo corrosión por picado el mecanismo predominante.