Estructura y Propiedades de Recubrimientos de AlCrSiN Deposited por Plating de Ion de Arco Controlados por Voltaje de Sesgo Pulsado
Autores: Zhang, Rui; Liu, Yanmei; Wang, Chongyang; Cao, Fengting; Fan, Qixiang; Wang, Tiegang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Recubrimientos alcrsin
Voltaje de sesgo por pulso
Microestructura
Propiedades
Dureza
Resistencia al desgaste
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Los recubrimientos de AlCrSiN son candidatos protectores prometedores para herramientas de corte y conformado. Durante el proceso de deposición del recubrimiento, la microestructura y las propiedades de los recubrimientos se vieron dramáticamente afectadas por los voltajes de sesgo. Para optimizar y mejorar aún más el recubrimiento de AlCrSiN, se depositó una serie de recubrimientos a diferentes voltajes de sesgo de pulso utilizando tecnología de deposición por arco iónico. Gracias a la microscopía electrónica de barrido, la difracción de rayos X, el método de rayado, OCP, EIS y otros métodos analíticos, se analizaron los efectos del voltaje de sesgo de pulso en la estructura cristalina, microestructura y propiedades mecánicas, tribológicas y electroquímicas de los recubrimientos de AlCrSiN. El estudio reveló que el voltaje de sesgo de pulso ejerció una ligera influencia en el contenido de aluminio y nitrógeno de los recubrimientos. A medida que aumentaba el voltaje de sesgo de pulso, la dureza, la carga crítica y el rendimiento tribológico de los recubrimientos de AlCrSiN aumentaron gradualmente al principio y luego se vieron ligeramente deteriorados. Cuando el voltaje de sesgo de pulso fue de -100 V, el recubrimiento de AlCrSiN resultante exhibió la estructura más densa, la mayor dureza, la mejor adhesión y la mejor resistencia al desgaste. En este caso, la dureza del recubrimiento y la carga crítica alcanzaron 2668 HV y 72.7 N, respectivamente. El coeficiente de fricción y la tasa de desgaste fueron de 0.35 y 1.02 x 10-3 m3/N·m, respectivamente. Al mismo tiempo, el recubrimiento de AlCrSiN demostró una resistencia a la corrosión excepcional en soluciones de NaCl al 3.5 % en peso, superando al acero 304 sin recubrir de 3 a 4 veces.
Descripción
Los recubrimientos de AlCrSiN son candidatos protectores prometedores para herramientas de corte y conformado. Durante el proceso de deposición del recubrimiento, la microestructura y las propiedades de los recubrimientos se vieron dramáticamente afectadas por los voltajes de sesgo. Para optimizar y mejorar aún más el recubrimiento de AlCrSiN, se depositó una serie de recubrimientos a diferentes voltajes de sesgo de pulso utilizando tecnología de deposición por arco iónico. Gracias a la microscopía electrónica de barrido, la difracción de rayos X, el método de rayado, OCP, EIS y otros métodos analíticos, se analizaron los efectos del voltaje de sesgo de pulso en la estructura cristalina, microestructura y propiedades mecánicas, tribológicas y electroquímicas de los recubrimientos de AlCrSiN. El estudio reveló que el voltaje de sesgo de pulso ejerció una ligera influencia en el contenido de aluminio y nitrógeno de los recubrimientos. A medida que aumentaba el voltaje de sesgo de pulso, la dureza, la carga crítica y el rendimiento tribológico de los recubrimientos de AlCrSiN aumentaron gradualmente al principio y luego se vieron ligeramente deteriorados. Cuando el voltaje de sesgo de pulso fue de -100 V, el recubrimiento de AlCrSiN resultante exhibió la estructura más densa, la mayor dureza, la mejor adhesión y la mejor resistencia al desgaste. En este caso, la dureza del recubrimiento y la carga crítica alcanzaron 2668 HV y 72.7 N, respectivamente. El coeficiente de fricción y la tasa de desgaste fueron de 0.35 y 1.02 x 10-3 m3/N·m, respectivamente. Al mismo tiempo, el recubrimiento de AlCrSiN demostró una resistencia a la corrosión excepcional en soluciones de NaCl al 3.5 % en peso, superando al acero 304 sin recubrir de 3 a 4 veces.