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http://ciateq.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1020/613| Maximización de las propiedades de adherencia en recubrimientos PVD/DLC | |
| GUILLERMO CESAR MONDRAGON RODRIGUEZ John Edison García Herrera | |
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| PVD DLC Adherencia Prueba de rayado Norma VDI-3198 Adherence Scratch test Normative VDI-3198 | |
| Edgar Hirám Alonso Reyes, asesor en planta. Un tratamiento difusivo, como lo es el proceso de nitruración gaseosa, involucra mejora en las propiedades mecánicas del sustrato, permitiendo que recubrimientos posteriores tengan una mejor adherencia. Para generar un sistema multicapa, el sustrato fue endurecido por medio de la difusión de átomos de nitrógeno (proceso de Nitrurado), partiendo de la superficie hacia dentro del sustrato metálico. Posteriormente en una cámara de proceso PVD (por su significado en inglés: Physical Vapor Deposition), es depositada una capa de Cr0 puro llamada capa de enlace y finalmente es depositada una capa de recubrimiento duro. Los resultados fueron obtenidos bajo técnicas de caracterización de imagen, como el Microscopio Óptico Metalúrgico (MO) y Microscopio Electrónico de Barrido (MEB). Para la determinación y análisis de la morfología de las capas, se emplearon también las siguientes técnicas de medición: MO y Nano durómetro (HV), con la finalidad de obtener la dureza desde el sustrato sin tratamiento térmico hasta la capa del recubrimiento DLC. El durómetro convencional (HRC) fue usado para examinar las muestras cualitativamente de adherencia. La Prueba de Rayado se usó con el objetivo de determinar la adherencia del recubrimiento de manera cualitativa y cuantitativa, finalmente la Espectroscopía Raman nos indica la cantidad de enlaces del tipo sp2 que están presentes en el recubrimiento DLC. El recubrimiento DLC (Diamond Like Carbon) es un material metaestable, por tanto antes de la deposición se debe tener un ataque iónico eficiente con dos objetivos, el primero de ellos, para limpiar la superficie del sustrato y el segundo, para reducir la tensión superficial del sustrato, con el fin de tener la adherencia dentro de especificación. El Scratch test y el estándar VDI-3198 permiten determinar las mejores combinaciones de variables para obtener las condiciones que mejoran la adherencia. En las muestras con sustrato nitrurado, se nota un incremento en la adherencia en comparación a las muestras sin sustrato nitrurado, estas últimas, no sobrepasaron la dureza del recubrimiento del método original, sin embargo, en la prueba final o concluyente, la adherencia mediada por la prueba de rayado se incrementó en ambas muestras con sustrato nitrurado y sin sustrato niturado, sobrepasando las lecturas de la prueba del método original. A diffusive treatment, such as the gas nitriding process, involves improving of substrate surface mechanical properties, allowing those additional coatings have better adhesion. To generate a typical multilayer system, the substrate was hardened by means of the diffusion of nitrogen atoms (nitriding process), it starts from the surface into the metallic substrate, lately in a PVD chamber (Physical Vapor Deposition) unit, a pure Cr° called bonding layer is deposited and finally a hard coating layer is deposited. The results were obtained under imagen characterization techniques as the Optical Metallurgical Microscopy (MO) and the Scanning Electron Microscopy (SEM), for determination and analysis of layer morphology. The following measurement techniques were used: MO and Nano Hardness Tester (HV) with the end to obtain the microhardness from substrate to DLC coating. The conventional Durometer Rockwell Hardness C (HRC) was used to qualitative adherence examination of the samples, the Scratch Test was used to determine the adherence of coating in a qualitative and quantitative way, and finally the Raman Spectroscopy which indicates the sp2 bonding quantity allowed in the DLC coating. The DLC (Diamond Like Carbon) coating is a metastable material, and therefore, previously to deposition is necessary an efficient ion etching stage, it’s key cleaning surface treatment is performed with two objectives, one of them is just to clean the surface substrate and the second, to reduce the surface stress substrate. The Scratch test and the standard VDI-3198 allow to determinate which conditions improve the adhesion strength. On nitrided samples, was noticed an increasement in adherence, in comparation with the samples without nitrided substrate, this last did not exceed the hardness from the original test method. However, in the final test or concluded test, the adherence measured by Scratch Test standard was increased in both samples with nitrided substrate and without nitrided substrate, surpassing the readings of the objective test from the original coating method. | |
| CIATEQ, A. C. | |
| 2022 | |
| Tesis de maestría | |
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| Aparece en las colecciones: | Maestría en Manufactura Avanzada |
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