Caracterización de un recubrimiento PVD tipo DLC producido en la industria nacional

Abstract

En 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.

In this work, a multilayer DLC coating was studied. It was deposited using PVD Magnetron Sputtering over nitrided and not nitrided mild-alloy steel AISI 4140. The coating is novel for the national industry in Argentina, since it is the first time that is produced in our country. The base is an anchor layer made of CrN and the top layer is made of Cr-dopped hydrogenated amorphous carbon (a-C:H:Cr). Wear Pin-On-Disk tests were performed on the samples, using an Al2O3 ball as counterpart, with a 1000 m sliding distance and a 10 N normal load. The friction coefficient was about μ~0.1, which is 80% less than the untreated steel. The wear volume was greatly reduced. The adhesion was evaluated by means of Rockwell C indentation and constant load Scratch Test, where major improvement was noticed in the samples which were nitrided as pre-treatment.