Wear resistance of vanadium-niobium carbide layers grown via TRD

• Fabio Enrique Castillejo-Nieto ^[2] ; Jhon Jairo Olaya-Florez ^[1] ; José Edgar Alfonso ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
  2. [2] Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Santo Tomas de Aquino, Bogotá, Colombia
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 82, Nº. 193, 2015, págs. 104-109
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Resistencia al desgaste de capas de carburo de vanadio-niobio crecidas por medio de TRD
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• Resumen
  • español

    Recubrimientos mixtos de carburos de niobio - vanadio se fabricaron utilizando el proceso de difusión termo-reactiva (TRD) a fin de mejorar la resistencia al desgaste en aceros para herramientas. Los recubrimientos fueron depositados en un baño de bórax con ferroniobio, ferrovanadio y aluminio, con temperaturas de depósito de 1223, 1293 y 1363 K para 2, 3, 4 y 5 h. Los recubrimientos producidos se caracterizaron con microscopía electrónica de barrido (SEM), difracción de rayos X (DRX) y espectroscopia de dispersión de energía (EDS). Se estudiaron las tasas de crecimiento de los recubrimientos, y se construyó un modelo de la cinética del espesor de la capa como una función del tiempo y la temperatura del proceso. La dureza y el coeficiente de fricción (COF) de los recubrimientos se midieron a través de nanoindentación y bola sobre disco, respectivamente. Las capas de carburo presentaron un espesor homogéneo alcanzando durezas de 37,63 GPa que está cerca de valores obtenidos en materiales súper-duros, y el COF presento valores cercanos de 0,3 para los aceros recubiertos.

  • English

    Nb-V complex carbide coatings were produced on AISI D2 steel substrates using the thermo-reactive diffusion (TRD) process in order to improve the surface hardness and wear resistance of this tool steel. The carbide coating treatment was performed using molten borax with added ferroniobium, ferrovanadium, and aluminum at temperatures of 1223, 1293, and 1363 K for 2, 3, 4, and 5 h. The coating layers were characterized with scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The growth rates of the coatings were studied, and a kinetic model of the layer thickness was constructed as a function of the time and temperature treatment. The hardness and friction coefficient (COF) of the coatings was measured through nanoindentation and pin on disk test respectively. The carbide layers had a homogeneous thickness and a hardness of 37.63 GPa, which is close to values obtained in super-hard materials, and the COF was in the range of 0,3 for the coated steels