Caracterización y evaluación de las propiedades tribológicas de recubrimientos nano estructurados de TiN/CrN en aleaciones base Co-Cr.

Gallegos Cantú, Sergio (2015) Caracterización y evaluación de las propiedades tribológicas de recubrimientos nano estructurados de TiN/CrN en aleaciones base Co-Cr. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Actualmente los biomateriales han evolucionado a gran escala para satisfacer necesidades mecánicas, físicas, químicas y de biocompatibilidad en prótesis, placas, tornillos y demás dispositivos utilizados en esta rama. Una de las necesidades más importantes es el desarrollo de recubrimientos duros, esto con la finalidad de aumentar o prolongar la vida útil de conjuntos o pares de elementos que reemplazarán alguna función específica del cuerpo humano, y que además estarán bajo una fuerza de fricción constante debido a su aplicación. Por lo anterior en el presente proyecto de tesis se trabajó con dos aleaciones base cobalto (ASTM F75), a la cual a una de ellas se le agregó 1 % en peso de carburo de boro (B4C), lo anterior se pudo lograr debido a la fusión de las aleaciones en un horno inductor donde se realizó el balance cargas. Todas las muestras fueron recubiertas con una base de nitruro de titanio (TiN) de 2 micras de espesor para posteriormente generar multicapas de TiN/CrN de 100 y 20 nm por espesor de capa hasta completar 1 micrómetro de espesor total de las multicapas. Los recubrimientos y las aleaciones se caracterización en el microscopio electrónico de barrido donde se realizó un análisis de composición química. También se realizaron pruebas de desgaste (ball on disc) y de adherencia en las muestras recubiertas y posteriormente se realizó la caracterización de las mismas en el microscopio óptico y de electrónico de barrido. En los resultados obtenidos destaca el refinamiento y homogenización de la microestructura por la adición de B4C en la aleación; gracias a este refinamiento se observó una gran mejoraría en la adherencia de los recubrimientos específicamente con el espesor de 20 nm, esto es la contribución del presente proyecto hacia la investigación de los recubrimientos y de los biomateriales. En las pruebas de desgaste se observó que la aleación de ASTM F75 con recubrimiento de 100 nm por capa tuvo el mejor resultado de coeficiente de fricción (μk) con valores en el rango de 0.10 - 0.18.

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