Caracterización mecánica de recubrimientos de Ti por medio de AFM, depositados por CVDA sobre aceros de bajo carbono

En este documento se realiza una investigación y caracterización de recubrimientos de óxido de titanio (TiO2) sobre acero cold rolled, dicha caracterización se efectuó bajo los métodos de microscopía óptica y microscopía de fuerza atómica. Inicialmente se realiza la preparación metalográfica de la superficie de las probetas y posteriormente se lleva a cabo la deposición del recubrimiento de TiO2 mediante baño químico asistido por aerosol bajo diferentes parámetros. Se evalúa el recubrimiento mediante los métodos anteriormente mencionados para determinar propiedades mecánicas como la rugosidad, la homogeneidad del recubrimiento y el tamaño de grano con el fin de definir el parámetro más adecuado de deposición, y así proyectar su potencial de aplicación en herramientas de corte. Finalmente se concluye que el proceso, las condiciones y parámetros de aplicación del recubrimiento se deben estudiar más a fondo, ya que ninguna probeta mostró una película homogénea. Adicionalmente, se intuye una relación directa entre temperatura y rugosidad, y se presenta un mejor comportamiento de la rugosidad y homogeneidad de aplicación bajo temperaturas alrededor de los 300°C.In this document, an investigation and characterization of titanium oxide coatings on cold-rolled steel was carried out, said characterization was carried out under the methods of optical microscopy and atomic force microscopy. First, the surface of the specimens is prepared by metallography and then the TiO2 coating is deposited by aerosol assisted chemical vapor deposition under different parameters. The coating is evaluated using the above-mentioned methods to determine mechanical properties such as roughness, coating homogeneity and grain size to define the most suitable deposition parameter, thus projecting its potential application in cutting tools. Finally, it is concluded that the process, conditions, and application parameters of the coating should be studied further, since no specimen showed a homogeneous film. Additionally, a direct relationship between temperature and roughness is intuited, and a better behavior of roughness and homogeneity of application under temperatures around 300°C is presented.PregradoIngeniero(a) Mecánico(a)CONTENIDO 1. Resumen 1 2. Introducción 2 3. Marco Teórico 3 3.1.1 Deposición Química De Vapor Asistida (Cvda) 4 3.1.2 Otras Técnicas De Deposición De Recubrimientos 6 3.1.2.1 Deposición Física De Vapor (Pvd) 6 3.1.2.2 Deposición De Recubrimiento Mediante Laser Pulsado 7 3.2 Caracterización Mecanica 8 3.2.1 Espesor 8 3.2.2 Rugosidad Superficial 8 3.2.2.1 Definiciones De Superficies Y Perfiles 9 3.2.2.2 Definición Del Sistema “M” O De La Línea Media 10 3.2.2.3 Parámetros De Rugosidad 12 3.2.3 Tamaño De Grano 13 3.2.4 Dureza 14 3.2.5 Modulo De Elasticidad 14 3.3 Microscopía De Fuerza Atómica (Afm) 15 3.4 Microscopía Electrónica De Barrido (Sem) 18 3.5 Microscopía Óptica (Om) 19 4 Avances En Colombia Sobre Recubrimientos 21 5 Metodología 22 5.1 Preparación De Las Probetas 22 5.2 Deposición Del Recubrimiento Por Cvda 23 5.3 Preparacion De Las Probetas Post-Deposicion Del Recubrimiento 26 5.4 Procedimiento Para La Toma De Imágenes Mediante Microscopia Optica (Om) 27 5.5 Procedimiento De Análisis Mediante El Método De Microscopia De Fuerza Atomica (Afm) 28 6 Datos Y Analisis 30 6.1 Resultados Obtenidos Por Medio De Om 30 6.1.1 Imágenes Del Recubrimiento Configuración Superficial 31 6.1.2 Imágenes Del Recubrimiento Configuración Transversal 35 6.2 Resultados Obtenidos Por Medio De Afm 36 6.2.1 Determinación De Rugosidad 37 6.2.2 Determinación Del Tamaño De Grano 44 6.2.3 Determinación Del Espesor Del Recubrimiento 46 7 Conclusiones 52 Propuestas Futuras 53 Referencias Bibliográficas 54 Anexos 5