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figuras, tablas El desgaste de herramientas es una de las principales preocupaciones en la industria herramental. Una evaluación comparativa del desgaste de los materiales que constituyen la herramienta ayudará a prevenir su reemplazo frecuente con la finalidad de reducir costos y perdidas asociadas a producción, rendimiento y tiempos de operación. En este documento, el mecanismo de desgaste en punzones herramentales, recubiertos con el nitruro cuaternario aluminio-titanio-zirconio AlTiZrN se comparan con un tratamiento superficial de nitruración ferrítica comúnmente disponible y ofertado por distintas empresas. Los punzones fueron fabricados con dos aceros AISI/SAE M2 y D2 los cuales tuvieron una considerable influencia debido a las diferencias físicas, tribológicas y químicas que poseen. Inicialmente se sintetizó el material AlTiZrN mediante la técnica PVD arco catódico; los parámetros de síntesis fueron reportados en este documento. Luego de esto se evaluaron parámetros composicionales, estructurales, morfológicos y tribológicos de los sustratos y los recubrimientos de AlTiZrN obtenidos. Las técnicas de caracterización usadas fueron, XPS, XRD, AFM, Scratch test a carga constante y carga progresiva, pin on disk modo reciproco y SEM. También se realizaron pruebas de campo en los distintos punzones. Se encontró que la vida útil de la herramienta para el punzón recubierto con AlTiZrN era mayor, mostrando una mejora aproximada del 57,02% en el rendimiento del herramental fabricado con acero M2. Las herramientas desgastadas se analizaron utilizando un microscopio electrónico de barrido SEM y un microscopio óptico para estudiar los mecanismos de desgaste de la herramienta. La resistencia a la corrosión también se evaluó siendo más favorable para los recubrimientos de AlTiZrN que para las muestras de acero tratadas mediante nitrocarburación Tenifer, esto se pudo evidenciar en el análisis Tafel dónde se notó una disminución drástica de la velocidad de corrosión. (Texto tomado de la fuente) Tool wear is one of the major concerns in the tooling industry. Therefore, a comparative evaluation of the wear of the materials that form the tool, will help to prevent its constant replacement in order to reduce costs and losses related with production, performance, and operation times. In this current document, the wear mechanism in tooling punches coated with the quaternary aluminum-titanium-zirconium nitride AlTiZrN, are compared with the punches with a ferritic nitriding surface treatment, that are commonly available and offered by different companies. The punches were manufactured with two steels, AISI / SAE M2 and D2. Which had a considerable influence due to their physical, tribological and chemical differences. To begin, the AlTiZrN material was synthesized using the PVD cathodic arc technique. The synthesis parameters were reported. Subsequently, the compositional, structural, morphological and tribological parameters of the obtained AlTiZrN substrates and coatings were evaluated. The characterization techniques used were XPS, XRD, AFM, scratch test at constant load and at progressive load, pin on disk reciprocal mode and SEM. Field tests were also carried out on the different punches. It was found that the durability for the AlTiZrN coated punch was longer, showing an approximate 57.02% improvement in the performance of tooling made from M2 steel. The worn tools were analyzed using a SEM scanning electron and an optical microscope to study the tool wear mechanisms. The Corrosion resistance was also evaluated as being more advantageous for AlTiZrN coatings than for steel samples treated by Tenifer nitrocarburization. This could be evidenced in the Tafel analysis where a drastic decrease in the corrosion rate was identified. Maestría Magíster en Ciencias - Física Producción y Caracterización de Recubrimientos por Técnicas Asistidas por Plasma

Los tratamientos de nitruración se consideran preceptivos para aceros de alta aleación. Sin embargo, es práctica común la aplicación en aceros de baja aleación. Por otro lado, existen discrepancias en cuanto a las deformaciones producidas en piezas por dichos procesos. Atendiendo a lo anterior, el trabajo constó de dos partes experimentales diferenciadas. La primera parte del estudio consistió en una comparación de los efectos de tres procesos de nitruración industriales (baño de sales, gaseosa y por plasma) en las características de cuatro aceros: un acero al carbono; un acero de temple y revenido; un acero de herramientas; y un acero inoxidable. En todos los casos se realizó perfil de microdurezas y estudio metalográfico, con el fin de caracterizar las capas nitruradas. Las fases y durezas máximas obtenidas fueron las esperables para cada tipo de acero. En la estimación de la capa efectiva, se halló un cambio muy significativo de un proceso a otro. La segunda parte consistió en la estimación de las deformaciones producidas en tres tipos de piezas de geometrías críticas tras someterlas a los dos procesos de nitruración clásicos. Piezas fabricadas en dos tipos de acero, en tres estados estructurales diferentes. Se realizaron medidas de las dimensiones críticas, antes y después del tratamiento. Los resultados obtenidos mostraron que los procesos de nitruración provocan deformaciones de gran variabilidad en función del tipo de pieza, material, estado inicial y, sobre todo, proceso de nitruración. Las distorsiones alcanzaron hasta los 0,1 mm. La nitruración gaseosa provocó las más significativas Nitriding treatments are considered mandatory for high alloy steels. However, their application is a common industrial practice in lower alloyed steels. On the other hand, there are arguments about the rate of distortion that is generated in parts treated by such processes. The first part of the study is a comparison among three industrial nitriding processes (salt bath, gas and plasma) through their effects on the features of four types of steel: a carbon steel (C45E); a tempering steel (42CrMo4); a tool steel (X40CrMoV5-1); and a stainless steel (X20Cr13). In all cases, a microhardness profile and a metallographic study were performed in order to identify characteristic phases and estimate values of the effective layer. The maximum values of hardness obtained were as expected for each type of steel. During estimation of the effective layer, a significant difference among processes was found out. The second part of the study was made to estimate distortion within three types of parts after suffering two sorts of nitriding processes. Those were made of two kinds of steel (C45E and 42CrMo4), which were initially in three different structural states. Critical dimension measuring was made before and after treatment. Common measuring instruments, which are available in an industrial plant, were used. The results showed that nitriding processes cause highly variable deformation depending on the type of workpiece, material, initial state and, especially, the nitriding process. Distortion reached up to 0.1 mm. Gas nitriding caused the most significant strain. Máster Universitario en Ingeniería de Materiales y Fabricación por la Universidad Pública de Navarra Materialen eta Fabrikazioaren Ingeniaritzako Unibertsitate Masterra Nafarroako Unibertsitate Publikoan

In this work the surface roughness behaviour in the forming of gaseous nitrocarburized layers has been analyzed. Ra values from 0.02 to 1.50 μm. has been considered. Obtained results prove a minor influence on layer thickness. A little increase of Ra has been observed. The abrasive wear resistance of nitrocarburized specimens was researched. The carbonitride ε is the only constituent in the about 6 μm thickness layers that have been carried out in this work. The tests revealed a minor wear resistance of the external part in the layers. This way, the external zone is less effective to wear phenomena than the internal. The specimens with small roughness parameters values show a higher poor wear resistance zone.En este trabajo se estudia la influencia que el acabado superficial del acero X40CrMoV5 1 tiene sobre la capa blanca o de combinación formada en el proceso de la nitrocarburación gaseosa. Se consideran acabados superficiales en el rango de 0,02 a 1,50 μm para Ra. Los resultados obtenidos indican que la rugosidad aumenta en todos los casos, aunque tiene poca influencia sobre el espesor de capa formada. También se ha investigado el comportamiento frente al desgaste abrasivo de las capas obtenidas que están constituidas en su totalidad por nitrocarburo ε y son de un espesor aproximado de 6 μm. Se ha encontrado un comportamiento diferenciado frente al desgaste de la zona externa de la capa frente a la zona subsuperficial. Los resultados revelan que la capa externa de la capa de combinación es poco efectiva frente al desgaste en relación con la capa subsuperficial. La zona de peor comportamiento es mayor para las probetas con acabados superficiales más finos.

The present work shows the behaviour of low carbon alloyed steels as AISI-SAE 8615, after a ferritic nitrocarburizing process. Nitrocarburizing takes place at 570ºC for 3 h in an atmosphere by combustion of methanol and urea under different flow rates. Metallographic studies were performed by optical microscopy. Hardness profiles were measured and carbon percentages were also analized by emission spectrometry in order to determine the extension of the nitrocarburizing process. Optimal flow conditions have been found. The influence of the flow rate on the nitrocarburizing layer thickness has been also studied.El presente trabajo muestra el comportamiento del acero aleado de bajo contenido de carbono, AISISAE 8615, cuando se somete a un proceso de nitrocarburación ferrítica, a la temperatura de 570ºC y un tiempo de 3 h. La atmósfera reactiva ha sido generada mediante goteo variable de metanol y urea dentro del horno, utilizando distintas velocidades de flujo. Las capas nitrocarburadas fueron evaluadas mediante técnicas de microscopía óptica. Con el fin de conocer la extensión de las capas nitrocarburadas obtenidas, se realizaron medidas de microdureza y se determinaron los porcentajes de carbono en el proceso mediante espectroscopia de emisión. Se han encontrado las condiciones de flujo óptimo de la mezcla anteriormente comentada y se ha observado cómo su variación influye en el espesor de la capa nitrocarburada.

En el presente informe, se exponen las observaciones obtenidas en el estudio experimental de la Nitrocarburación para el tratamiento térmico del acero en caliente conocido como AISI H13, siendo como principal objetivo la durabilidad de las matrices en el proceso de extrusión, se utilizo un horno de nitrocarburación de la empresa española TECALEX, donde se suministraron los siguientes gases: nitrógeno, amoniaco y CO2. Una vez preparada las matrices se ingresan al horno a las condiciones descritas en el presente informe, lográndose obtener durezas que están dentro del rango permitido, cabe resaltar también que este tipo de tratamiento térmico es un método de endurecimiento superficial mediante la modificación parcial de la composición química cuyo objetivo es aumentar la dureza y la resistencia al desgaste superficial. Se evaluó el costo de realizar el proceso y si cumple con prolongar la vida útil de la matriz, logrando tener resultados favorables a dicho proceso y la formación de la capa blanca y una zona nitrocarburada muy buena, pero este tratamiento puede optimizarse aun más si se contara con flujometros. Trabajo de suficiencia profesional

The present work shows the behaviour of low carbon alloyed steels as AISI-SAE 8615, after a ferritic nitrocarburizing process. Nitrocarburizing takes place at 570ºC for 3 h in an atmosphere by combustion of methanol and urea under different flow rates. Metallographic studies were performed by optical microscopy. Hardness profiles were measured and carbon percentages were also analized by emission spectrometry in order to determine the extension of the nitrocarburizing process. Optimal flow conditions have been found. The influence of the flow rate on the nitrocarburizing layer thickness has been also studied. El presente trabajo muestra el comportamiento del acero aleado de bajo contenido de carbono, AISISAE 8615, cuando se somete a un proceso de nitrocarburación ferrítica, a la temperatura de 570ºC y un tiempo de 3 h. La atmósfera reactiva ha sido generada mediante goteo variable de metanol y urea dentro del horno, utilizando distintas velocidades de flujo. Las capas nitrocarburadas fueron evaluadas mediante técnicas de microscopía óptica. Con el fin de conocer la extensión de las capas nitrocarburadas obtenidas, se realizaron medidas de microdureza y se determinaron los porcentajes de carbono en el proceso mediante espectroscopia de emisión. Se han encontrado las condiciones de flujo óptimo de la mezcla anteriormente comentada y se ha observado cómo su variación influye en el espesor de la capa nitrocarburada.