Estimación del desgaste adhesivo en una aleación borurada CoCrMo

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo de investigación, se estiman nuevos resultados acerca del comportamiento al desgaste reciprocante lineal en condiciones de vía seca de la capa CoB-Co2B. Las capas de boruros de cobalto fueron formadas en la superficie de una aleación CoCrMo (Cobalto-Cromo-Molibdeno) por medio del proceso de borurización en polvo utilizando dos condiciones experimentales: temperatura de tratamiento de 1223 k con 6 h de exposición y 1273 K con 10 h de exposición. antes de los ensayos de desgaste reciprocante lineal, la técnica de microindentación sensada Vickers fue implementada a lo largo de las capas de boruro de cobalto para estimar la distribución de la dureza (H), módulo de Young (E) y esfuerzos residuales. Por otro lado, las pruebas de desgaste reciprocante lineal fueron implementadas en ambas condiciones de borurado y en el material de referencia (CoCrMo), utilizando una configuración bola-sobre-plano, donde la contraparte fue una bola de alúmina con cargas de aplicación entre 5 a 20 N. como era de esperarse, la presencia de las capas de boruro de cobalto en la superficie de la aleación CoCrMo incrementó la resistencia al desgaste en comparación con el material de referencia; sin embargo, el incremento en el espesor de la capa de boruro de cobalto CoB tendió a producir una capa más frágil que decrementó la resistencia al desgaste en la superficie de la aleación borurada CoCrMo. Finalmente, la presencia de los mecanismos de falla en la superficie de las huellas de desgaste fueron analizadas para todo el conjunto experimental empleado en el presente proyecto de investigación. ABSTRACT: New results about the wear resistance of CoB-Co2B coatings under dry sliding conditions were estimated in this work. the cobalt boride coatings were developed at the surface of the ASTM F1537 alloy by means of the powder-pack boriding process using two experimental conditions; 1223 k with 6 h of exposure and 1273 K with 10 h of exposure. Before the sliding wear tests, Vickers depth-sensing microindentation tests were conducted on the cross-section of the cobalt boride coatings to estimate the distribution of the hardness, young´s modulus and residual stresses. Otherwise, the sliding wear tests were performed on both boriding conditions and on the untreated material, using a ball-on-flat configuration comprised with an alumina ball as a counterpart with applied loads between 5 to 20 N. As it was expected, the presence of the cobalt boride coatings at the surface of the ASTM F1537 alloy increased the wear resistance than that of the untreated material; nevertheless, the increase in the CoB coating thickness tended to produce a more brittle layer that decreased the sliding wear resistance at the surface of the borided ASTM F1537 alloy. Finally, the presence of failure mechanism on the surface of the wear tracks were analyzed for both borided ASTM F1537 alloy and untreated material.