Depósito de TiN sobre herramientas de corte para uso industrial

Abstract

[ES] En este trabajo se han estudiado láminas de TiN crecidas sobre cuchillas de acero inoxidable empleadas en el corte de fibra de vidrio, para mejorar sus propiedades mecánicas y aumentar el tiempo de vida de la herramienta, reduciendo de este modo las paradas de producción. La técnica de depósito utilizada ha sido la de sputtering magnetrón reactivo. La composición química de las capas de TiN ha sido determinada mediante medidas de Espectroscopía Auger, RBS (Rutherford Backscattering Spectroscopy) y XANES (X-Ray Spectroscopy Near the Absorption Edge) y se ha relacionado con la composición de la mezcla gaseosa presente en la cámara de reacción. La estructura cristalina se ha determinado mediante Difracción de Rayos X, y mediante la técnica de SEM (Scanning Electron Microscopy) se ha observado la morfología de las capas. La dureza del recubrimiento se ha calculado a partir de medidas de nanoindentación, obteniéndose un valor de 21.54±1.04 GPa, típico en la literatura para el TiN. Los resultados de la prueba en fábrica de las cuchillas recubiertas muestran un aumento en su tiempo de vida de hasta un 67%.

[EN] TiN coatings on stainless steel blades for glass fibre cutting have been investigated in this work. The aim was to improve their mechanical properties and increase the tool time life, decreasing in this way the production stops. Reactive magnetron sputtering has been the deposition technique. TiN films chemical composition has been determined by AES (Auger Electron Spectroscopy), RBS (Rutherford Backscattering Spectroscopy) and XANES (X-Ray Spectroscopy Near the Absorption Edge), and it has been correlated to the gas mixture composition in the vacuum chamber. Crystalline structure has been determined by X-Ray Diffraction, and the films morphology has been observed by SEM (Scanning Electron Microscopy). The hardness coating has been extracted from nanoindentation measurements, giving a 21.54±1.04 GPa hardness value, typical for TiN in the literature. Factory proofs for coated cutting blades show a 67% lifetime increase.