Resistencia al desgaste abrasivo de recubrimientos nanoestructurados de Al2O3-3%TiO2 modificados con GNPs y depositados mediante OF - Leal Cano, David; Ameen Kudama , Habib; Abellán Nebot, José Vicente; Nácher-Mestre , Jaime (Anales de Ingeniería Mecánica, 2025)
El objetivo de este trabajo consiste en el desarrollo de recubrimientos cerámicos autolubricantes a base de Al2O3-3%TiO2 con la adición del 3% de nanoplaquetas de grafeno (GNPs). Se ha estudiado la influencia de los GNPs sobre las propiedades mecánicas y el desgaste en un medio abrasivo. Estos recubrimientos se han depositado sobre un sustrato de acero inoxidable AISI 304 mediante la técnica de proyección térmica por llama (OF). La microestructura de los recubrimientos se ha evaluado utilizando microscopía electrónica de barrido FE-SEM y análisis por Energías Dispersivas de Rayos X (EDX). Además, se ha empleado espectroscopia Raman para identificar la presencia de grafeno en la microestructura del recubrimiento cerámico. La porosidad de los recubrimientos se ha cuantificado mediante un software de análisis de imagen J-Image. La microdureza se ha determinado utilizando un microdurómetro Vickers con una carga de 200 g durante 15 s. Los ensayos de desgaste en medios abrasivos se han realizado en un banco tribológico mediante el sistema pin-on-disc en condiciones de laboratorio, aplicando una carga constante de 20 N y una velocidad de deslizamiento variable entre 0.08 y 0.005 m/s, incrementando la velocidad cada 40 m de recorrido hasta alcanzar una distancia total de 120 m. Como medio abrasivo, se ha empleado papel de SiC con una granulometría de 320. La incorporación de GNPs en los recubrimientos cerámicos comerciales influye significativamente en las propiedades mecánicas y en la resistencia al desgaste abrasivo. Los resultados demuestran que la adición del 3% de GNPs en recubrimientos nanoestructurados de Al2O3-3%TiO2 reduce la porosidad hasta un 6,6% y aumenta la dureza hasta un 11%. La incorporación de GNPs en los recubrimientos nanoestructurados de Al2O3-3%TiO2 es capaz de reducir el coeficiente de rozamiento y la tasa de desgaste en medios abrasivos hasta en un 13,5 y 67% respectivamente con respecto al recubrimiento cerámico sin adiciones de GNPs, prolongando así la vida útil del recubrimiento modificado. Este desarrollo puede ser un factor clave en la selección y el diseño de uniones cinemáticas que operen en condiciones severas.