Síntesis y caracterización de recubrimientos compuestos de Ni-P-VC depositados mediante niquelado químico sobre fundición nodular Austemperizada

Abstract

Las piezas de ingeniería usadas en la industria automotriz como ejes, cardanes, bielas, cigüeñales, engranajes y calipers, entre otros, son fabricados en material ADI, estas piezas están sometidas principalmente a condiciones de desgaste y corrosión. El objetivo principal de esta investigación es alargar la vida útil de componentes de ingeniería de material ADI, mediante la mejora de la resistencia al desgaste y a la corrosión del sustrato, al implementar recubrimientos compuestos de Ni-P-VC usando la técnica de niquelado químico. El material ADI fue obtenido mediante la aplicación de un tratamiento térmico de Austempering en una fundición nodular grado 2, y los recubrimientos fueron obtenidos mediante la técnica de niquelado químico compuesto, realizando la coprecipitación de las partículas de VC mediante un procedimiento de bajo impacto ambiental, variando el tiempo de inmersión en el baño químico para obtener distintos espesores de recubrimiento. El sustrato y los recubrimientos fueron caracterizados estructuralmente mediante difracción de rayos X (XRD), morfológicamente mediante microscopia óptica y microscopia electrónica de barrido (SEM), rugosidad de los recubrimientos mediante interferometría, química elemental mediante (EDS) y espectroscopia de emisión óptica, la dureza mediante dureza HRC y microdureza HV, desgaste mediante Pin On Disk, adherencia mediante Scratch y electroquímica mediante EIS y TAFEL. Se encontró que los recubrimientos tienen una dureza de hasta 1013.9 ± 10 HV, presentando superficies homogéneas. Los recubrimientos con un tiempo mayor de inmersión obtuvieron un porcentaje mayor de partículas de VC y un espesor de 35 µm los cuales presentan una mejor resistencia al desgaste y a la corrosión, mejorando la resistencia al desgaste y corrosión del sustrato de material ADI en un 4772 % y 259 % respectivamente, con una tasa de desgaste de 3,14〖x10〗^(-8) 〖mm〗^3⁄Nmm y potencial de corrosión de -22 V. (Texto tomado de la fuente)

The engineering parts used in the automotive industry such as axles, cardan shafts, connecting rods, crankshafts, gears and calipers, among others, are manufactured in ADI material, these parts are mainly subjected to wear and corrosion conditions. The main objective of this research is to extend the service life of engineering components made of ADI material, by improving the wear and corrosion resistance of the substrate, by implementing Ni-P-VC composite coatings using the electroless nickel plating technique. The ADI material was obtained by applying an Austempering heat treatment on a grade 2 nodular cast iron, and the coatings were obtained using the composite electroless nickel plating technique, performing the co-precipitation of VC particles using a low environmental impact procedure, varying the immersion time in the chemical bath to obtain different coating thicknesses. The substrate and coatings were characterized structurally by X-ray diffraction (XRD), morphologically by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM), roughness of the coatings by interferometry, elemental chemistry by (EDS) and optical emission spectroscopy, hardness by hardness HRC and microhardness HV, wear by Pin On Disk, adhesion by Scratch and electrochemistry by EIS and TAFEL. The coatings were found to have hardness up to 1013.9 ±10 HV, with homogeneous surfaces. The coatings with longer immersion time obtained a higher percentage of VC particles and a thickness of 35 µm present better wear and corrosion resistance, improving the wear and corrosion resistance of the 4772 % y 259 % respectively, with a wear rate of 3,14〖x10〗^(-8) 〖mm〗^3⁄Nmm and corrosion potential of -22 V.