Evaluación tribológica de alternativas al acero cromado por aspersión térmica

Abstract

El proceso de cromado por galvanoplastia implica depositar una capa de cromo en una superficie mediante electrólisis, mejorando su dureza y resistencia a la abrasión. Sin embargo, los riesgos para la salud asociados con el cromado de acero han llevado a la prohibición de esta práctica en diversos lugares. Por ende, se están explorando alternativas que ofrezcan propiedades comparables al acero cromado mediante nuevas técnicas de recubrimiento, siendo las técnicas de aspersión térmica con Cermets como materiales de recubrimiento las opciones más prometedoras. En esta memoria se realiza una evaluación tribológica y comparación del desgaste por abrasión de acero cromado con respecto a recubrimientos NiCr-Cr3C2 depositados por Cold Spray (CS) y WC-Co-Cr mediante Proyección Térmica de Alta Velocidad (HVOF). Se evalúa la resistencia a la abrasión, los coeficientes de fricción y las tasas de desgaste, caracterizando la microestructura a través de Difracción de Rayos-X (XRD) y estudiando el comportamiento a la abrasión mediante Microscopía Electrónica de Barrido y Espectroscopia de Rayos X (SEM/EDS), además de realizar ensayos tribológicos en un tribómetro. Se obtuvo que los recubrimientos por HVOF presentan una mejor cohesión entre partículas, al proyectarse semifundidos, mientras que las partículas en estado sólido proyectadas por CS pueden generar porosidades o grietas. A pesar de esto, se observó que la proyección por CS tuvo buena adhesión con el recubrimiento de Cr, convirtiéndola en la mejor opción para restaurar acero cromado dañado. Además, se obtuvo una dureza similar entre los recubrimientos de NiCr-Cr3C2 y Cr, siendo el WC-Co-Cr más duro que ambos. En relación a las pruebas tribológicas, estas indicaron abrasión por tercer cuerpo en el recubrimiento de WC-Co-Cr. Al estudiar las pistas de desgaste producidas en los ensayos tribológicos, se observó un mayor volumen desgastado para WC-Co-Cr, seguido por Cr y, finalmente, NiCr-Cr3C2 . En última instancia, al comparar las alternativas, se concluye que el recubrimiento de NiCrCr3C2 depositado por CS es la opción más adecuada tanto para restaurar recubrimientos como para reemplazar el acero cromado. Con durezas similares y un rendimiento superior en resistencia a la abrasión, al ser un recubrimiento de cerme, se posiciona como la elección óptima.