Low friction coefficient coatings Ni-Cr by magnetron sputtering, DC

2015 
espanolLa tecnica de Deposicion por Chisporroteo Magnetico (Magnetron Sputtering) con el proceso DC, fue usado para la deposicion de los recubrimientos de Ni-Cr sobre acero inoxidable AISI 316 como sustrato. El catodo con una composicion nominal Ni-22 at% Cr fue preparado por la tecnica de Aleado Mecanico (AM), con un tiempo maximo de molienda de 16 horas y con un molino de alta energia tipo SPEX 8000. Las peliculas se realizaron bajo una atmosfera de argon a temperatura ambiente con una potencia de 100 W a diferentes tiempos de crecimiento. La composicion quimica, microestructura, topografia, nanodureza y abrasion de los recubrimientos fueron evaluados usando las tecnicas de microanalisis por Energia Dispersa de Rayos-X (EDX), Difraccion de Rayos-X (DRX), Microscopia de Fuerza Atomica (AFM), Nano-indentacion y Pin-on-Disk, respectivamente. Despues de molienda, no se detecto contaminacion en las mezclas. Los analisis por DRX revelan que la microestructura de la aleacion Ni-Cr se mantiene en los recubrimientos con respecto a los polvos AM, con ciertos grados de recristalizacion. Los valores de Nanodureza fueron del orden de 8,8 GPa con un modulo de Young de 195 GPa. La adhesion de las peliculas fue evaluada de acuerdo con su resistencia a la fractura al ser indentadas a diferentes cargas con microdureza Vickers. Los resultados de las pruebas de abrasion muestran una disminucion en el coeficiente de friccion con respecto al incremento en el espesor de la pelicula, obteniendo un valor minimo de 0,08 con un espesor de 1 μm y que corresponde al maximo tiempo de crecimiento. EnglishMagnetron Sputter Deposition technique with DC was used for the deposition of Ni-Cr coatings on AISI 316 SS like substrate. The cathode with a nominal composition Ni-22 at% Cr was prepared by Mechanical Alloying (MA) technique, with a maximum milling time of 16 hours and, with a high energy SPEX 8000 mill. The coatings were made under Argon atmosphere at room temperature with a power of 100 W at different times of growth. Chemical composition, microstructure, topography, nanohardness and wear of the coatings were evaluated using the techniques of microanalysis by energy dispersive X-ray analyzer (EDAX), X-Ray Diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM), Nano-indentation and pin-on-Disk, respectively. After milling, was not detected contamination in the mixtures. XRD analysis revealed that the microstructure of the Ni-Cr alloy was maintained in the coatings with respect to MA powders, with some degree of recrystallization. Nanohardness values were in the order of 8.8 GPa with a Young’s modulus of 195 GPa. The adhesion of the films was evaluated according to their resistance to fracture when these were indented at different loads using Vickers microhardness. The wear test results showed a decrease in the friction coefficient with respect to the increase of thickness’ films, getting a minimum value of 0.08 with a thickness of 1 μm and which correspond with the maximum growing time.
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