Estudio micro estructural de piezas de hierro nitruradas iónicamente por plasma.

PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN
(CI-02/2011)

Institución
|Instituto tecnológico de saltillo |
| |

|Título del proyecto |Estudio microestructural de piezas de hierro nitruradas iónicamente por plasma. |

1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

1.1 Resumen
Los tratamientos superficiales revisten una importancia fundamental en la vida en servicio de componentes metálicos. En particular, permiten incrementar substancialmente las propiedades tribológicas de los materiales a través del aumento substancial de la durezasuperficial y por lo tanto de la resistencia al desgaste. Otras propiedades como la resistencia a la fatiga y la resistencia a la corrosión pueden también mejorarse notablemente.

En general existe un buen número de técnicas que utilizan el nitrógeno para el endurecimiento superficial de componentes metálicos, en particular de aceros, tales como el nitrurado en baño de sales, el nitrurado apartir de una fase gaseosa, la implantación de iones y la nitruración por plasma.

La nitruración por plasma o nitruración iónica es un tratamiento termoquímico que se realiza a bajas temperaturas facilitando la difusión del nitrógeno en el acero, el cual forma una capa superficial que incrementa las propiedades mecánicas del acero. La capa superficial está constituida de nitruros γ’-Fe4N yε-Fe2-3N y de una capa de difusión rica en nitrógeno.

Se buscaran los parámetros óptimos de operación para la cámara de nitruración en cuestión, en donde se deberá determinar el diseño adecuado de la placa de soporte de la campana para el pasaje de los diferentes dispositivos tales como corriente, vacio, temperatura, flujo de gases, asi como diámetro, altura, tipo de material de porta muestra, valoresde operación tales como presión, temperatura, relación de gases de tratamiento, entre otros.

2. Introducción
2. La nitruración iónica es una técnica de tratamiento de superficies que consiste
3. básicamente en un proceso de difusión termoquímica asistido por plasma. La descarga
4. eléctrica en un gas a baja presión, que origina y sostiene el plasma, puede ser continua,
5.pulsada o DC pulsada. El resultado del tratamiento es una zona modificada en la superficie
6. del material consistente en una capa de compuestos, nitruros de hierro principalmente, y bajo
7. ella, una zona de difusión que consiste en nitrógeno en solución sólida. La primera capa,
8. también llamada capa blanca, puede tener varios micrones, es dura e incrementa la resistencia
9. aldesgaste y a la corrosión, mientras que la segunda capa, más blanda pero de mayor espesor
10. y sin interfase brusca con el material base, incrementa la dureza en profundidad y la
11. resistencia a la fatiga [1,2].
12. El rango de materiales susceptibles de ser tratados es amplio, aunque es de especial
13. interés el caso de los aceros inoxidables, difíciles de nitrurar con las técnicastradicionales
14. debido a la capa de óxido pasivante que impide la difusión y que a la temperatura que requiere
15. la nitruración gaseosa con amoníaco, 530 grados, precipita el CrN, perdiendo el acero sus
16. propiedades anticorrosivas [3]. Con la técnica de nitruración iónica se superan estas
17. limitaciones dado que en el plasma se bombardea la superficie produciendo un sputtering que18. Brühl, Charadia, Chichi, Cimetta, Marks, Duarte y Gondell
19. 1082
20. quita el óxido pasivante y porque además se generan especies activas a temperaturas menores
21. a 450 grados, que difunden en el sustrato y forman la capa de nitruros [4-6].
22. En cuanto a trabajar con una descarga eléctrica pulsada, la ventaja es que se evitan arcos
23. eléctricos y se ahorra...