Influencia del bombardeo iónico sobre la microestructura y las propiedades mecánicas de los recubrimientos duros

Se describe el proyecto formulado por el Centro ASTIN "Recubrimientos duros de las herramientas de producción en serie obtenidos por la deposición física de vapor asistida por un Plasma"  utilizando un sistema de Magnetron Sputtering para la fabricación de los recubrimientos, con miras a disminuir el fenómeno del desgaste, mejorar el comportamiento de las herramientas utilizadas en el sector metalmecánico y del plástico y a incrementar la productividad y la competitividad de este sector productivo

Proyecto de investigación aplicada: recubrimiento duro de las herramientas de producción en serie mediante la Deposición Física de Vapor "PVD"

En la ejecución del   proyecto de investigación aplicada: Recubrimiento duro de las herramientas de producción en serie mediante la Deposición Física de Vapor "PVD",  participaron varias empresas del sector, su  objetivo general incrementar la eficiencia y vida útil de las herramientas utilizadas en la transformación metalmecánica y de los plásticos, mediante la aplicación de los recubrimientos duros obtenidos por la tecnología de la Deposición Física de Vapor "PVD" asistida por Plasma

Los recubrimientos y materiales cerámicos en el mecanizado eficaz

Se analizan varios sistemas cerámicos aplicados a las herramientas y se presentan las ventajas alcanzadas en el mecanizado de materiales duros considerando además los aspectos ambientales

Influência da Estrutura Bruta de Solidificação e do Tempo de Encharque durante a Solubilização nas Propriedades Mecânicas e na Condutibilidade Elétrica da Liga AL 7075.

Ligas de alumínio tratáveis termicamente são de grande importância industrial. Pesquisas envolvendo a inter-relação entre a liga (composição), a rota de fabricação e as propriedades são de interesse acadêmico e de aplicação industrial, pois visam a engenharia reversa, ou seja, a partir da propriedade desejada prever as possíveis condições/parâmetros que devem ser utilizadas no processamento da liga. Este trabalho visou avaliar a influência dos processos de fabricação: solidificação, homogeneização/ solubilização e envelhecimento na liga Al 7075 usando técnicas de caracterização de custo reduzido com a previsão do limite de escoamento. A produção de ligas tratáveis necessita do uso de técnicas de menor custo como, por exemplo, as medidas de dureza e microdureza, já bem difundidas para estas ligas associadas a medidas de resistividade elétrica por correntes parasitas. Técnicas de microscopia óptica e eletrônica de varredura, neste caso, destrutivas, foram necessárias para o controle das quantidades das frações de precipitados. Isto foi fundamental para verificar se os mecanismos dissolução dos precipitados oriundos da solidificação (homogeneização e solubilização) e posteriormente a formação dos precipitados no endurecimento (precipitação) estão sendo efetivos. Para as condições estudas neste trabalho pode-se concluir que os resultados de dureza e microdureza possuem influência substancial em função das diferentes condições: bruta de solidificação, solubilizada/temperada em água e envelhecida e conforme recebida (T6 51), confirmando que podem servir de controle durante as etapas de processamento. Já quanto aos resultados de condutividade elétrica: houve diferenças entre as etapas de processamento, embora com uma faixa mais restrita, principalmente entre as condições: solubilizada e envelhecida. Também foi possível fazer a previsão do limite de escoamento a partir dos resultados de microdureza Vickers para as diferentes condições de processamento da liga Al 7075, com erro de 5% para a condição conforme recebida (T6 51)

Deposición y caracterización de un sistema de recubrimiento duplex aplicado sobre acero para trabajo en caliente AISI H13

AISI H13 steel is widely used for extrusion moulds and other hot work tools fabrication, due to its high toughness, strength and hardness around 56 HRC (Rockwell C) -- However, this steel possesses a relatively low wear resistance, which reduces its life time under high loading conditions -- The aim of this work was to enhance the wear resistance of the steel H13 using the following surface treatments:austenitizing + quenching + tempering (further called “tempering”), tempering and bath nitriding, tempering and coated with chromium nitride (CrN), tempering + bath nitriding + coated with CrN (further called “Duplex coating”) -- The properties of the treated samples were compared with each other in dependence of the made surface treatment -- The coatings were deposited using the r.f. balanced magnetron sputtering deposition technique -- The total thickness of the coatings was maintained at 5 µm, while the thickness of the nitrided zone was approximately 140 µm -- The microstructure and the crystalline phase composition were investigated by Scanning -- Electron Microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) technique, respectively -- The hardness and the adhesion of the coatings were determined by micro indentation measurements and the Rockwell indentation test, respectively -- The wear resistance of the coatings was evaluated using ball on disc tests -- The duplex treated samples presented a hardness three order of magnitude higher and showed a wear rate six times smaller than those samples only temperedEl acero AISI H13 es ampliamente utilizado en la fabricación de moldes de extrusión y de otras herramientas para el conformado en caliente debido a su tenacidad, elevada resistencia mecánica, y dureza de aproximadamente 56 HRC (Rockwell C) -- Sin embargo, este acero posee una relativa baja resistencia al desgaste, que reduce su vida útil cuando es sometido a esfuerzos elevados -- El propósito de este trabajo consistió en mejorar la resistencia al desgaste del acero H13 mediante los siguientes tratamientos superficiales: austenización + temple + revenido (denominado en adelante “revenido”), revenido y nitruración líquida, revenido y recubrimiento de nitruro de cromo (CrN), revenido + nitruración líquida + recubrimiento de CrN (denominado en adelante “recubrimiento Duplex”) -- Las propiedades de las muestras tratadas fueron comparadas en función del tipo de tratamiento superficial realizado -- Todos los recubrimientos se depositaron por la pulverización catódica reactiva r.f. y asistida por un campo magnético balanceado -- El espesor promedio de los recubrimientos fue de 5 micras, mientras que el espesor de de la zona nitrurada del acero fue alrededor de 140 micras -- La microestructura y las fases cristalinas presentes en las muestras fueron investigadas mediante microscopia electrónica de barrido (SEM) y difracción de rayos X (XRD), respectivamente -- La dureza y la adherencia fueron determinadas por mediciones de microindentación y el método de indentación Rockwell C, respectivamente -- La resistencia al desgaste de las muestras fue evaluada mediante ensayos de bola sobre disco -- Las muestras tratadas con los recubrimientos dúplex presentaron una dureza tres órdenes de magnitud mayor y una rata de desgaste seis veces menor que las muestras de acero templadas solament

Mejoramiento de las propiedades mecánicas y tribológicas del acero AISI 4340 tratado térmicamente, utilizando un recubrimiento de multicapas de TiN/TiAlN

RESUMEN: Multicapas de TiN/TiAlN (nitruro de titanio/nitruro de titanio aluminio) se depositaron por la técnica de la pulverización catódica d.c. reactiva utilizando blancos de titanio y de aluminio de 10 cm de diámetro, con una pureza de 99,9%, en una atmósfera de argón y nitrógeno (Ar/N), aplicando una temperatura de 300°C y una presión de 7x10-3 mbar al sustrato. Como sustratos se utilizaron silicio (100) y acero AISI 4340 tratado térmicamente con una dureza de 54 Rockwell C (HRC, aproximadamente 5,4 GPa). Recubrimientos de TiN/TiAlN con un contenido de Al de 70% y un espesor total de 4 µm se investigaron en función del número de multicapas y sus propiedades mecá- nicas y tribológicas se compararon con las de las muestras de acero sin recubrir. La estructura cristalina de las muestras recubiertas se analizó mediante difracción de rayos X, la morfología y topografía con microscopia electrónica de barrido (SEM) y microscopia de fuerza atómica (AFM). La dureza se determinó mediante nanoindentación, mientras que la resistencia al desgaste se caracterizó a través de mediciones de pin on disc. Para las 150 multicapas de TiN/TiAlN se obtuvo un incremento en la dureza y en el módulo de Young de 62% y 70% respectivamente, en relación a las 30 bicapas iniciales, y de 740% y 202% respectivamente, comparado con el acero AISI 4340 sin recubrir. Finalmente, el coeficiente de fricción se redujo de 0,55 a 0,20 y la rugosidad de 60 nm a 3,2 nm para las probetas de acero recubiertas con 150 bicapas de TiN/TiAlN, lo cual condujo a una mayor resistencia al desgaste del sistema de recubrimiento.ABSTRACT: TiN/TiAlN (titanium nitride/titanium aluminum nitride) multilayer were deposited by d.c. reactive magnetron sputtering using titanium and aluminum targets with 10 cm in diameter and 99.9% purity in an argon/nitrogen (Ar/N) atmosphere, applying a substrate temperature of 300°C and a pressure of 7x10-3 mbar. Silicon (100) and heat treated AISI 4340 steel samples with a hardness of 54 Rockwell C (HRC, approximately 5.4 GPa) were utilized as substrate. TiN/TiAlN coatings with 70% aluminum and 4 µm total thickness were investigated as function of multilayer number and their mechanical and tribological properties compared to the uncoated steel samples. The crystalline structure of the coated samples was analyzed through X-ray diffractometry and its morphology and topography using scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Hardness was determined by means of nanoindentation, while wear resistance was characterized through pin on disc measurements. A hardness and Young Modulus increment from 62% and 70% respectively, were obtained for 150 multilayer of TiN/TiAlN related to 30 bilayers and from 740% and 202% respectively, compared with the uncoated AISI 4340 steel samples. Finally the friction coefficient was reduced from 0.55 down to 0.20 and the roughness from 63 nm to 3.2 nm for the steel samples coated with 150 bilayers of TiN/TiAlN, what conduced to a greater wear resistance of the coating system

Comportamiento térmico del Zr02 nanoestructurado después de su irradiación con iones pesados

Diferentes probetas nanocristalinas de ZrO2 se prepararon mediante la tecnología de condensación de gas inerte y sinterizadas a altas temperaturas. Las probetas se irradiaron posteriormente con iones, de Kr+ (Kript6n) con energía de 4 MeV y dosis de 2* 1015 iones/cm2 hasta 2*1016 iones/cm2. Se pudo observar, en dependencia de la dosis de irradiación, una transformación de la fase monoclínica a la tetragonal, utilizando la tecnología de Difracción de Rayos X. Las muestras se calentaron seguidamente hasta temperaturas de 1300oC, para lo cual , las muestras irradiadas con dosis de hasta 1*1016 iones/cm2 y más, presentaron una estructura tetragonal estable hasta 900°C, lo que está en concordancia con la temperatura de sinterización. A temperaturas mayores se pudo observar un contenido residual de la fase tetragonal menor que 5%. Un crecimiento del grano de ambas fases después de la irradiación no se pudo  observar

Multiple Mechanical Ventilation: historical review and cost analysis

In times of crisis in public health where the resources available in the hospital network are scarce and these must be used to the fullest, innovative ideas arise, which allow multiplying the use of existing resources, as artificial mechanical ventilators can be. These can be used in more than one patient, by attaching a device to distribute the mixture of air and oxygen from the ventilator being used simultaneously (multiple mechanical ventilation). This idea, although innovative, has generated controversy among the medical community, as many fear for the safety of their patients, because attaching such devices to the ventilator loses control over the mechanical ventilation variables of each patient and can only maintain general vigilance over the ventilator. These misgivings about the device have led several researchers to take on the task of verifying the reliability of this flow splitter connector. It is for this reason that this article presents a thorough review of the studies carried out on the subject and additionally shows an analysis of comparative costs between the acquisition of a mechanical ventilator and the flow division system.En tiempos de crisis de salud pública donde los recursos disponibles en la red hospitalaria son escasos y estos deben ser aprovechados al máximo, surgen ideas innovadoras, que permiten multiplicar el uso de los recursos existentes, como pueden ser los ventiladores mecánicos artificiales. Estos se pueden utilizar en más de un paciente, mediante la conexión de un dispositivo para distribuir la mezcla de aire y oxígeno del ventilador que se utiliza simultáneamente (ventilación mecánica simultánea). Esta idea, aunque innovadora, ha generado polémica entre la comunidad médica, ya que muchos temen por la seguridad de sus pacientes, pues al acoplar dichos dispositivos al ventilador se pierde el control sobre las variables de ventilación mecánica de cada paciente y solo se puede mantener la vigilancia general sobre el ventilador. Estos recelos sobre el dispositivo han llevado a varios investigadores a asumir la tarea de verificar la fiabilidad de este conector divisor de flujo. Por ello que este artículo presenta una revisión exhaustiva de los estudios realizados sobre el tema y adicionalmente muestra un análisis de costos comparativos entre la adquisición de un ventilador mecánico y el sistema de división de flujo

Tribological properties and corrosion resistance enhancement of H13 hot work steel by means of CrN/TiN multilayers

ABSTRACT: Steel AISI H13 is used mainly for fabrication of hardened hot work tools; however life time of this steel is limited by its relatively low wear and corrosion resistance, if it would be exposed to an aggressive environment. It is widely known that the performance of tools and parts that undergo high mechanical load can be enhanced by the use of monolayer hard thin coatings. However, the use of such coatings as corrosion barriers is often unsatisfactory, since the deposition processes usually generate small pores and pinholes, which negatively affect the electrochemical behaviour of the coating/substrate system. On the other hand, if a hard thin film covers a less noble material, such as steel, small anodic areas could be generated and exposed to an aggressive environment a galvanic corrosion would take place. Therefore, it is also necessary to optimize the design of the coating system used in order to achieve the better relationship between mechanical and electrochemical properties for the whole system. The intention of the presented work was to enhance the tribological properties and corrosion resistance of steel AISI H13 through the use of a CrN/TiN multilayer coatings system, which were deposited by using the balanced magnetron sputtering technique

Improvement of mechanical and tribological properties in industrial tools by means of application of TiN/ZrN multilayer coatings

RESUMEN: En el presente trabajo se depositaron recubrimientos multicapa de TiN/ ZrN con 10 bicapas y recubrimientos monocapa de TiN y ZrN mediante pulverización catódica magnetrón r.f. Además, el recubrimiento multicapa se aplicó en fresadoras y se evaluó su desempeño en términos de vida útil de la herramienta. Los recubrimientos se caracterizaron a escala de laboratorio mediante difracción de rayos X, microscopía de fuerza atómica, microdureza Knoop, pruebas de desgaste mediante CaloTest y medidas de adhesión por la prueba de rayado. El recubrimiento multicapa superó a los recubrimientos monocapa en resistencia al desgaste, dureza superficial y carga crítica soportada. La adhesión mostrada por todos los recubrimientos fue muy buena como para ser considerados recubrimientos para aplicaciones industriales. Se incrementó la vida útil de fresas industriales en un 54,1 % con la aplicación del recubrimiento multicapa.ABSTRACT: Most of the hard coatings have good wear and corrosion resistance; they have been widely used commercially to increase the life span of some industrial elements, for example, cutting tools, sprockets, bearings and components for industrial machinery. In this work TiN/ZrN multilayer coatings were deposited with 10 bilayers by r.f. magnetron sputtering technique, which was also used to deposit monolayer coatings of TiN and ZrN. In addition, the multilayer coating was applied in milling tools and their performance was evaluated in terms of tool life. The coatings were characterized to laboratory scale through X-ray diffraction, atomic force microscopy, Knoop micro hardness, wear tests by CaloTest and adhesion measures by scratch test. The multilayer coating exceeded the monolayer coatings in wear resistance, surface hardness and critical load supported. The adhesion showed for all the coatings was very good as to be considered industrial coatings. The life span of the milling tools were increased to 54.1 % with the application of the multilayer coating