Análisis del comportamiento tribológico de recubrimientos tipo DLC en diferentes condiciones de humedad relativa

Abstract

En 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.