Mecanismos de desgaste en herramientas de conformado con recubrimientos de TiAlN por medio de sistemas PAPVD

Los recubrimientos duros han sido ampliamente utilizados en la industria metalmecánica para la protección de las superficies de las herramientas debido a las propiedades de las capas como baja fricción y alta resistencia al desgaste, siendo estos tratamientos superficiales adecuados para disminuir los costos en la industria. De acuerdo a esto, esta investigación se enfoca en el análisis tribológico de los recubrimientos de nitruro de titanio aluminio (TiAlN) depositados por la técnica Magnetrón Sputtering Tríodo, cuando se utilizan como capa protectora en las herramientas de conformado, en especial en los punzones utilizados en la industria. El análisis se realiza a partir de las propiedades microestructurales, superficiales y mecánicas que influyen directamente en el comportamiento tribológico. Para este propósito este trabajo se divide en dos etapa: la primer etapa se enfoca a la producción, caracterización y evaluación de las propiedades estructurales, mecánicas y tribológicas de las capas variando el voltaje de polarización en -40, -70, -100 y -150 V, donde se determinó que el mejor comportamiento se obtuvo en la muestra crecida a -40 V. La segunda etapa es el estudio de los mecanismos de desgaste de las herramientas; con base a la muestra crecida a -40V se recubrieron los punzones (herramientas para conformación de metales) donde se observó que los mecanismos de desgaste predominantes en la superficie son la delaminación y la tribo-oxidación; se determinó un incremento en la vida útil de la herramienta en un 400% siendo los recubrimientos duros una excelente alternativa en la industria metalmecánica./Abstract. Hard coatings have been widely used in the metalworking industry for protecting the surfaces of the tools due to the layer properties such as low friction and high wear resistance, and these surface treatments appropriate to reduce costs in the industry. Accordingly, this research focuses on the analysis of tribological coatings of titanium aluminum nitride (TiAlN) deposited by magnetron sputtering technique Triode, when used as a protective layer forming on the tools, especially in the cores used in the industry. The analysis is based on the microstructural properties, and mechanical surface directly influence the tribological behavior. For this purpose this paper is divided into two stages: the first stage focuses on the production, characterization and evaluation of structural, mechanical and tribological properties of the layers by varying the bias voltage at -40, -70, - 100 and - 150 V, which determined that the best performance was obtained in the sample grown at -40 V. The second step is to study the wear mechanisms of tools, based on the sample grown at-40V punches were coated (metal shaping tools) where it was observed that the wear mechanisms are predominant in the delamination area and tribo-oxidation was determined an increase in tool life by 400% hard coatings being an excellent alternative in the metalworking industry.Doctorad

Design of controller H ∞ with unstructured uncertainty, for a boost DC - DC converter

This paper proposes a desing of a boost-type DC-DC converter, based on a state space model and calculation of a controller with multiplicative unstructured uncertainty. Performance of the converter at low frequencies was analyzed; as well, weight of the weighting function was adjusted, to reduce noise at certain frequencies. Results of system simulation, in open loop and closed loop, demostrate that the designed controller allows modifying cutoff frequency, through the variation of weighting functions. It is concluded that this technique optimizes dynamics behavior of the system.En este trabajo se presenta la formulación de un convertidor DC-DC tipo elevador (boost), a partir de un modelo de espacio de estados y el cálculo de un controlador con incertidumbre no estructurada multiplicativa. Se analizó el rendimiento del convertidor a bajas frecuencias, ajustando el peso de la función de ponderación, con el fin de reducir el ruido a determinadas frecuencias. Los resultados de la simulación del sistema, en lazo abierto y lazo cerrado, muestran que el controlador diseñado permite modificar la frecuencia de corte, a través de la variación de las funciones de ponderación y de esta manera, mejorar los comportamientos dinámicos del sistema

Propiedades de las Peliculas de TiN/TiC Crecidas por la Técnica de Arco Pulsado

Los recubrimientos de TiN/TiC fueron depositados por la técnica de Deposición Física en Fase de Vapor asistida por Plasma (PAPVD) por Arco Pulsado. Los recubrimientos fueron analizados por Espectroscopia de fotoelectrones de Rayos X (XPS) y Difracción de Rayos X (XRD). El tratamiento de la señal del espectro angosto XPS y los patrones XRD confirmaron la presencia de TiN (Nitruro de Titanio), TiC (Carburo de Titanio) y TiCN (Carbonitruro de titanio), con grupo espacial fm-3m, correspondiente a la fase FCC de los compuestos sintetizados

Propiedades de las Peliculas de TiN/TiC Crecidas por la Técnica de Arco Pulsado

Los recubrimientos de TiN/TiC fueron depositados por la técnica de Deposición Física en Fase de Vapor asistida por Plasma (PAPVD) por Arco Pulsado. Los recubrimientos fueron analizados por Espectroscopia de fotoelectrones de Rayos X (XPS) y Difracción de Rayos X (XRD). El tratamiento de la señal del espectro angosto XPS y los patrones XRD confirmaron la presencia de TiN (Nitruro de Titanio), TiC (Carburo de Titanio) y TiCN (Carbonitruro de titanio), con grupo espacial fm-3m, correspondiente a la fase FCC de los compuestos sintetizados

Curvas de presión para el crecimiento de recubrimientos de TiAlN por la técnica Magnetrón Sputtering Tríodo

Se depositó recubrimientos de Nitruro de Titanio (TiAlN) por medio de la técnica Magnetrón Sputtering Tríodo variando la presión. El análisis se realizó aumentando y disminuyendo la presión de trabajo, para determinar las curvas de presión. Estas curvas se realizaron en una atmosfera de N2/Ar y utilizando un blanco de Titanio-Aluminio. Se observó un cambio en la microestructura a partir de los análisis de difracción de rayos X

Curvas de presión para el crecimiento de recubrimientos de TiAlN por la técnica Magnetrón Sputtering Tríodo

Se depositó recubrimientos de Nitruro de Titanio (TiAlN) por medio de la técnica Magnetrón Sputtering Tríodo variando la presión. El análisis se realizó aumentando y disminuyendo la presión de trabajo, para determinar las curvas de presión. Estas curvas se realizaron en una atmosfera de N2/Ar y utilizando un blanco de Titanio-Aluminio. Se observó un cambio en la microestructura a partir de los análisis de difracción de rayos X

Comparison descent directions for Conjugate Gradient Method

In the following manuscript we will show as a starting point a theoretical analysis of the gradient method, known as one of the first descent methods, and from this we will identify the strength of the conjugate gradient methods. Taking an objective function, we will determine the values that optimize it by means of different methods, indicating the differences of geometric type that these have. Different systems will be used, in order to serve as a test, obtaining their solution in each case and finding the speed at which they converge in accordance with the conjugate gradient methods proposed by Hestenes-Stiefel and Fletcher-Reeves.En el siguiente manuscrito mostraremos como punto de inicio un análisis teórico del método de gradiente, conocido como unos de los primeros  métodos de descenso, y a partir de ello identificar la fortaleza de los métodos del gradiente conjugado. Tomando una función objetivo determinaremos los valores que la optimizan mediante diferentes métodos indicando las diferencias de tipo geométrico que estos tengan. Se usarán distintos  sistemas , con el fin de que sirvan de prueba obteniendo en cada caso su solución y encontrando la velocidad en que convergen de conformidad con los métodos de gradiente conjugado propuestos por Hestenes-Stiefel y Fletcher- Reeves

Reconocimiento de patrones para la estimación de características por medio de técnicas no lineales

Las aplicaciones de procesamiento de datos tradicionales son inadecuadas para el manejo de una cantidad elevada de datos. Para lograr una eficiente manipulación y extracción de características o muestras que representa la información, es necesario conocer aspectos como la captación y tratamiento de datos. En este documento se depuró una base de datos correspondiente al comportamiento del consumo de energía eléctrica en una carga residencial. La depuración y análisis estadístico de las muestras se realizó por medio del análisis de componentes principales. El entrenamiento del conjunto de datos de menor dimensión a la base de datos original se hizo por medio de las técnicas de máquina de soporte vectorial y redes neuronales artificiales. Finalmente, se presenta una propuesta de análisis de muestras que se encuentren o no dentro de los límites de operación por medio de la actualización de patrones dinámicos para la validación no supervisada de nuevas muestras.Traditional data processing applications are unsuitable for handling large amounts of data. To achieve an efficient manipulation and extraction of characteristics or samples that the information represents, it is necessary to know aspects such as data collection and treatment. In this document, a database corresponding to the behavior of electrical energy consumption in a residential load was refined. The debugging and statistical analysis of the samples were carried out using the principal component analysis. The training of the smallest data set to the original database was made using vector support machine techniques and artificial neural networks. Finally, a proposal is presented for the analysis of samples that are within the operating limits or not using updating dynamic patterns for the unsupervised validation of new samples

Comparison descent directions for Conjugate Gradient Method

In the following manuscript we will show as a starting point a theoretical analysis of the gradient method, known as one of the first descent methods, and from this we will identify the strength of the conjugate gradient methods. Taking an objective function, we will determine the values that optimize it by means of different methods, indicating the differences of geometric type that these have. Different systems will be used, in order to serve as a test, obtaining their solution in each case and finding the speed at which they converge in accordance with the conjugate gradient methods proposed by Hestenes-Stiefel and Fletcher-Reeves.En el siguiente manuscrito mostraremos como punto de inicio un análisis teórico del método de gradiente, conocido como unos de los primeros  métodos de descenso, y a partir de ello identificar la fortaleza de los métodos del gradiente conjugado. Tomando una función objetivo determinaremos los valores que la optimizan mediante diferentes métodos indicando las diferencias de tipo geométrico que estos tengan. Se usarán distintos  sistemas , con el fin de que sirvan de prueba obteniendo en cada caso su solución y encontrando la velocidad en que convergen de conformidad con los métodos de gradiente conjugado propuestos por Hestenes-Stiefel y Fletcher- Reeves