Comportamiento frente al desgaste de la aleación TÍ6AI4V nitrurada con energía solar concentrada

摘要

La utilización de las aleaciones de titanio es cada vez más frecuente debido a sus buenas propiedades (mecánicas, químicas, biocompatibles...) pero su uso generalizado en aplicaciones de ingeniería se ve limitado por su baja resistencia al desgaste. La modificación de su superficie es una de las soluciones planteadas y, entre ellas, la nitruración gaseosa con N_2 a altas temperaturas supone una alternativa económica a las técnicas de obtención de capas modificadas mediante implantación iónica, nitruración por plasma, CVD, PVD, o tratamientos con láser. El grupo de Materiales Metálicos de la UCLM viene estudiando la posibilidad de la utilización de la Energía Solar Concentrada (ESC) para la nitruración gaseosa a altas temperaturas de la aleación de titanio Ti6AI4V obteniendo resultados muy interesantes. Los tratamientos de nitruración gaseosa se han realizado utilizando una Lente de Fresnel de 1 m de diámetro y con un factor de concentración de 2644 situada en la ETSII-UCLM. Se ha estudiado el efecto de la temperatura y del tiempo de calentamiento en la microestructura, en las capas de nitruración y en la resistencia al desgaste. Los mejores resultados se han obtenido realizando el proceso a 1200°C durante 15 minutos. En estas condiciones se observa la formación de una capa externa de TiN (2600HK), seguida de una capa de Ti_2N (1200HK) y de una capa de difusión endurecida por solución sólida intersticial. El estudio muestra además de una importante reducción en el tiempo de tratamiento (en un horno convencional el tiempo de nitruración es superior a 6 horas) un incremento en la resistencia al desgaste frente al método convencional de nitruración.