RECUBRIMIENTOS DUROS EN MULTICAPAS DE Cr/CrN OBTENIDAS POR SPUTTERING CON MAGNETRÓN DESBALANCEADO (UBM) Y DIFERENTES GRADOS DE DESBALANCE

MULTILAYER HARD COATINGS OF Cr/CrN OBTAINED USING UNBALANCED MAGNETRON SPUTTERING (UBM) AND DIFFERENT DEGREES OF UNBALANCE

Como recubrimientos duros y tenaces con aplicaciones tribológicas y anticorrosivas, se obtuvieron Nano bicapas de Cr/CrN por sputtering reactivo en atmósferas de Ar y Ar+ N₂ respectivamente sobre silicio y sobre acero H13 al cual se le hizo un tratamiento previo de temple y revenido. Se usaron flujos de Ar y N₂ de 9 y 3 sccm respectivamente, un magnetrón desbalanceado Gencoa VT 100, que permite variar el coeficiente geométrico de desbalance K_G en el rango de 1.37 a 0.87, al variar la posición de su imán central. Se obtuvo una serie de 9 recubrimientos con 3 periodos de bicapa y 3 valores de K_G y otra serie de 5 recubrimientos con 5 valores de K_G. Todos los recubrimientos se caracterizaron mediante difracción de rayos x (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fuerza atómica (AFM) en modo de contacto y contacto intermitente o tapping. Los recubrimientos con espesores entre 1.08 y 1.67 µm, presentaron superficies con formaciones globulares, elipsoidales y piramidales. Con el aumento en el desbalance se incrementaron: la nanodureza, la velocidad de crecimiento de las películas y el tamaño de los granos superficiales. La composición porcentual de las fases Cr, CrN y Cr₂N, y las intensidades en los planos de difracción, no mostraron una tendencia definida con el aumento del desbalance.

Hard and tough coatings in the form of Cr/CrN bilayers were produced by reactive magnetron sputtering in Ar and Ar+N₂ atmospheres respectively onto Si and Steel (H13) substrates. An unbalanced magnetron (GENCOA VT 100) and different Ar and N₂ fluxes of 9 and 3 sccm respectively were used. The unbalanced geometric coefficient (K_G) was varied between 1.37 and 0.87 by varying the magnetron position. Two series of coatings were produced. The first one of nine samples produced with three different bilayers periods and three different KG values and the second one with five samples produced with five different K_G values.

All coatings were characterized by x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (ATM). The coatings with thickness between 1.08 and 1.67 mm showed different surfaces with globular, ellipsoidal and piramidal formation. By increasing the unbalance increased the nano hardness, the growth rate and the particles size. However, the chemical composition and the diffraction planes did not show a definite tendency as a function of unbalance grade.