{"id":18542,"date":"2022-04-05T20:35:46","date_gmt":"2022-04-05T20:35:46","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=18542"},"modified":"2025-05-22T20:19:53","modified_gmt":"2025-05-22T20:19:53","slug":"prueba-de-rayado-del-revestimiento-de-nitruro-de-titanio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/es\/prueba-de-rayado-del-revestimiento-de-nitruro-de-titanio\/","title":{"rendered":"Prueba de rayado del revestimiento de nitruro de titanio"},"content":{"rendered":"
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PRUEBA DE RAYADO DEL RECUBRIMIENTO DE NITRURO DE TITANIO<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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INSPECCI\u00d3N DE CONTROL DE CALIDAD<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Preparado por<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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DUANJIE LI, Doctor<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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INTRODUCCI\u00d3N<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La combinaci\u00f3n de alta dureza, excelente resistencia al desgaste, resistencia a la corrosi\u00f3n e inercia hace que el nitruro de titanio (TiN) sea un recubrimiento protector ideal para componentes met\u00e1licos en diversas industrias. Por ejemplo, la retenci\u00f3n de los bordes y la resistencia a la corrosi\u00f3n de un recubrimiento de TiN pueden aumentar sustancialmente la eficiencia del trabajo y prolongar la vida \u00fatil de las herramientas mec\u00e1nicas, como las cuchillas de afeitar, los cortadores de metal, los moldes de inyecci\u00f3n y las sierras. Su alta dureza, inercia y no toxicidad hacen del TiN un excelente candidato para aplicaciones en dispositivos m\u00e9dicos, incluidos implantes e instrumentos quir\u00fargicos.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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IMPORTANCIA DE LAS PRUEBAS DE RAYADO DEL RECUBRIMIENTO DE TiN<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La tensi\u00f3n residual en los recubrimientos protectores PVD\/CVD desempe\u00f1a un papel fundamental en el rendimiento y la integridad mec\u00e1nica del componente recubierto. La tensi\u00f3n residual se deriva de varias fuentes principales, entre las que se incluyen la tensi\u00f3n de crecimiento, los gradientes t\u00e9rmicos, las restricciones geom\u00e9tricas y la tensi\u00f3n de servicio\u00b9. La discrepancia en la expansi\u00f3n t\u00e9rmica entre el recubrimiento y el sustrato que se produce durante la deposici\u00f3n del recubrimiento a temperaturas elevadas da lugar a una alta tensi\u00f3n residual t\u00e9rmica. Adem\u00e1s, las herramientas recubiertas de TiN se utilizan a menudo bajo tensiones muy concentradas, por ejemplo, brocas y rodamientos. Es fundamental desarrollar un proceso de control de calidad fiable para inspeccionar cuantitativamente la resistencia cohesiva y adhesiva de los recubrimientos funcionales protectores.<\/p>

[1] V. Teixeira, Vacuum 64 (2002) 393-399.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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OBJETIVO DE MEDICI\u00d3N<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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En este estudio, mostramos que el NANOVEA Comprobadores mec\u00e1nicos<\/a> en modo Scratch son ideales para evaluar la resistencia cohesiva\/adhesiva de los recubrimientos protectores de TiN de forma controlada y cuantitativa.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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NANOVEA<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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PB1000<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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CONDICIONES DE ENSAYO<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Se utiliz\u00f3 el comprobador mec\u00e1nico NANOVEA PB1000 para realizar el recubrimiento. pruebas de rascado<\/a> en tres recubrimientos de TiN utilizando los mismos par\u00e1metros de prueba que se resumen a continuaci\u00f3n:<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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MODO DE CARGA: <\/span>Lineal progresivo<\/span>\n<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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CARGA INICIAL<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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0,02 N<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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CARGA FINAL<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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10 N<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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VELOCIDAD DE CARGA<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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20 N\/min<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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LONGITUD DEL RASPADO<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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5 mm<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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TIPO DE INDENTADOR<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Esf\u00e9rico-c\u00f3nico<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Diamante, radio de 20 \u03bcm<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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RESULTADOS Y DEBATE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La FIGURA 1 muestra la evoluci\u00f3n registrada de la profundidad de penetraci\u00f3n, el coeficiente de fricci\u00f3n (COF) y la emisi\u00f3n ac\u00fastica durante la prueba. Las microrayaduras completas en las muestras de TiN se muestran en la FIGURA 2. Los comportamientos de fallo a diferentes cargas cr\u00edticas se muestran en la FIGURA 3, donde la carga cr\u00edtica Lc1 se define como la carga a la que se produce el primer signo de grieta cohesiva en la traza de rayado, Lc2 es la carga a partir de la cual se producen fallos repetidos por espalaci\u00f3n, y Lc3 es la carga a la que el recubrimiento se desprende completamente del sustrato. Los valores de carga cr\u00edtica (Lc) para los recubrimientos de TiN se resumen en la FIGURA 4.<\/p>

La evoluci\u00f3n de la profundidad de penetraci\u00f3n, el COF y la emisi\u00f3n ac\u00fastica proporcionan informaci\u00f3n sobre el mecanismo de fallo del recubrimiento en diferentes etapas, que se representan mediante las cargas cr\u00edticas en este estudio. Se puede observar que la muestra A y la muestra B muestran un comportamiento similar durante la prueba de rayado. El l\u00e1piz penetra progresivamente en la muestra hasta una profundidad de ~0,06 mm y el COF aumenta gradualmente hasta ~0,3 a medida que la carga normal aumenta linealmente al comienzo de la prueba de rayado del recubrimiento. Cuando se alcanza el Lc1 de ~3,3 N, se produce el primer signo de fallo por astillamiento. Esto tambi\u00e9n se refleja en los primeros picos importantes en el gr\u00e1fico de profundidad de penetraci\u00f3n, COF y emisi\u00f3n ac\u00fastica. A medida que la carga sigue aumentando hasta Lc2 de ~3,8 N, se produce una mayor fluctuaci\u00f3n de la profundidad de penetraci\u00f3n, el COF y la emisi\u00f3n ac\u00fastica. Podemos observar un fallo por espalaci\u00f3n continuo presente en ambos lados de la pista de rayado. En Lc3, el recubrimiento se deslamina completamente del sustrato met\u00e1lico bajo la alta presi\u00f3n aplicada por el estilete, dejando el sustrato expuesto y sin protecci\u00f3n.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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En comparaci\u00f3n, la muestra C presenta cargas cr\u00edticas m\u00e1s bajas en diferentes etapas de las pruebas de rayado del recubrimiento, lo que tambi\u00e9n se refleja en la evoluci\u00f3n de la profundidad de penetraci\u00f3n, el coeficiente de fricci\u00f3n (COF) y la emisi\u00f3n ac\u00fastica durante la prueba de rayado del recubrimiento. La muestra C posee una capa intermedia de adhesi\u00f3n con menor dureza y mayor tensi\u00f3n en la interfaz entre el recubrimiento superior de TiN y el sustrato met\u00e1lico en comparaci\u00f3n con la muestra A y la muestra B.<\/p>\n

Este estudio demuestra la importancia de un soporte adecuado del sustrato y una arquitectura adecuada del recubrimiento para la calidad del sistema de recubrimiento. Una capa intermedia m\u00e1s resistente puede resistir mejor la deformaci\u00f3n bajo una carga externa elevada y una tensi\u00f3n de concentraci\u00f3n, lo que mejora la fuerza cohesiva y adhesiva del sistema de recubrimiento\/sustrato.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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FIGURA 1: <\/span>Evoluci\u00f3n de la profundidad de penetraci\u00f3n, el COF y la emisi\u00f3n ac\u00fastica de las muestras de TiN.<\/span>\n<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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FIGURA 2: <\/span>Rastro completo de rayaduras de los recubrimientos TiN despu\u00e9s de las pruebas.<\/span>
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FIGURA 3: <\/span>Fallos del recubrimiento TiN bajo diferentes cargas cr\u00edticas, Lc.<\/span>
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FIGURA 4: <\/span>Resumen de los valores de carga cr\u00edtica (Lc) para los recubrimientos de TiN.<\/span>
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CONCLUSI\u00d3N<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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En este estudio, demostramos que el probador mec\u00e1nico NANOVEA PB1000 realiza pruebas de rayado fiables y precisas en muestras recubiertas de TiN de forma controlada y estrechamente supervisada. Las mediciones de rayado permiten a los usuarios identificar r\u00e1pidamente la carga cr\u00edtica a la que se producen los fallos t\u00edpicos de cohesi\u00f3n y adhesi\u00f3n del recubrimiento. Nuestros instrumentos son herramientas de control de calidad superiores que pueden inspeccionar y comparar cuantitativamente la calidad intr\u00ednseca de un recubrimiento y la integridad interfacial de un sistema de recubrimiento\/sustrato. Un recubrimiento con una capa intermedia adecuada puede resistir grandes deformaciones bajo una alta carga externa y una tensi\u00f3n de concentraci\u00f3n, y mejorar la fuerza de cohesi\u00f3n y adhesi\u00f3n de un sistema de recubrimiento\/sustrato.<\/p>

Los m\u00f3dulos Nano y Micro de un medidor mec\u00e1nico NANOVEA incluyen modos de medici\u00f3n de indentaci\u00f3n, rayado y desgaste que cumplen con las normas ISO y ASTM, lo que proporciona la gama de pruebas m\u00e1s amplia y f\u00e1cil de usar disponible en un solo sistema. La inigualable gama de NANOVEA es la soluci\u00f3n ideal para determinar todas las propiedades mec\u00e1nicas de recubrimientos, pel\u00edculas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros, incluyendo la dureza, el m\u00f3dulo de Young, la resistencia a la fractura, la adhesi\u00f3n, la resistencia al desgaste y muchas otras.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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\u00bfTiene una aplicaci\u00f3n similar?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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TITANIUM NITRIDE COATING SCRATCH TEST QUALITY CONTROL INSPECTION Prepared by DUANJIE LI, PhD INTRODUCTION The combination of high hardness, excellent wear resistance, corrosion resistance and inertness makes titanium nitride (TiN) an ideal protective coating for metal components in various industries. For example, the edge retention and corrosion resistance of a TiN coating can substantially increase […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":19547,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[7,348,349,337,345,346],"tags":[],"class_list":["post-18542","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-application-notes","category-friction-testing-coefficient-of-friction","category-laboratory-testing","category-mechanical-testing","category-scratch-testing-adhesive-failure","category-scratch-testing-cohesive-failure"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/18542","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=18542"}],"version-history":[{"count":44,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/18542\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":24702,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/18542\/revisions\/24702"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19547"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=18542"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=18542"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=18542"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}