Nanofabricación de recubrimientos duros de Ni-W sobre acero

Abstract

Introducción La degradación de materiales como el acero y el desgaste de piezas metálicas empleadas en la industria condujeron, en los últimos años, al desarrollo de recubrimientos protectores. Al respecto, los depósitos de Ni-W constituyen excelentes candidatos porque protegen los sustratos metálicos actuando de barrera entre el metal y su ambiente, presentan óptima dureza, excelente resistencia térmica y buena adherencia. Estas características mejoradas, pueden lograrse con el control del tamaño de grano del cristal. En este trabajo se eletrodepositaron revestimientos nanocristalinos de Ni-W sobre acero al carbono mediante diferentes programas de corriente pulsante. Objetivos Obtener electrodepósitos nanoestructurados de Ni-W duros, dúctiles, adherentes y resistentes a la corrosión. Caracterizar los depósitos en cuanto a su composición química, Morfología y topografía de la superficie, espesor y tamaño del cristal mediante XPS, EDX, SEM y AFM. Resultados Los recubrimientos de Ni-W electrodepositados mostraron una excelente adhesión al sustrato. Los depósitos exhibieron una estructura granular aunque el tamaño de grano y el espesor variaron de acuerdo al programa de corriente pulsante empleado. Las medidas de AFM permitieron comprobar que cuanto mayor es la frecuencia de pulsos de corriente se obtienen depósitos con granos que alcanzan los 10 nm. Sin embargo, para esta última condición a medida que aumenta el tiempo de deposición se mantiene la presencia de granos pequeños aunque también aparecen granos de mayor tamaño, presumiblemente asociados al tipo de crecimiento que experimentan los mismos. La frecuencia de pulsos también permite ontrolar el espesor de la película, que aumenta en forma proporcional. De acuerdo a las medidas de XPS el contenido de W en la superficie del recubrimiento es prácticamente el mismo (aproximadamente 20 at%). Se está determinando la composición en el volumen mediante EDX para comparar con los valores obtenidos para una frecuencia menor de pulsos (XPS: 30 at% W, EDX: 19.11 at% W). Conclusiones Se obtuvieron depósitos nanoestructurados, muy adherentes, de aleación Ni-W sobre acero al carbono. La frecuencia de pulsos de corriente es un factor dominante en el control del tamaño de grano y en el espesor del depósito. Los recubrimientos presentan dureza elevada y no exhiben signos de fragilidad.