1. INTRODUCCIÓN

Los tratamientos superficiales han sido utilizados para producir recubrimientos a base de carburos o nitruros de metales de transición para mejorar el desempeño tribológico de materiales que van a ser sometidos a condiciones de alto desgaste como las herramientas de corte y matrices de conformado. Estas capas son comúnmente obtenidas utilizando técnicas tales como Deposición Física en Fase de Vapor (PVD) y Deposición Química en fase de vapor (CVD) [1,2], entre otras. Estos procedimientos tienen como principal limitación el uso de equipos complejos y condiciones de alto vacío, lo que hace muy costosa su implementación. Una alternativa económica y competitiva ha sido la aplicación de recubrimientos duros con buena resistencia al desgaste mediante el proceso de deposición por difusión termorreactiva (TRD) [3], sobre sustratos que contengan un porcentaje de carbono mayor al 0,3% en peso [4]. Los recubrimientos logrados mediante este proceso presentan buena adherencia con el sustrato, bajos coeficientes de fricción y excelente uniformidad en el espesor [5]. En este tratamiento se puede utilizar un baño de sales formado por bórax fundido, aluminio o ferro-silicio como elemento reductor, y elementos formadores de carburos (EFC´s), tales como vanadio, cromo, titanio, y niobio, entre otros [4]. La capa de carburo se forma cuando el elemento metálico disuelto en el baño de sales presenta una energía de formación del carburo relativamente baja y una energía de formación del óxido superior a la de óxido de boro (B2O3) [6,7]. En el caso contrario, los átomos de boro no se oxidan y quedan libres para difundirse hacia la matriz del acero combinándose con el hierro y formando capas de boruro de hierro (Fe2B o FeB) [8,9].

Los trabajos reportados hasta ahora han estudiado carburos metálicos binarios mediante el proceso TRD, y han caracterizado su resistencia al desgaste, microestructura y su comportamiento mecánico. Por ejemplo, existen varios trabajos enfocados a la producción de recubrimientos de VC y NbC sobre sustratos de aceros AISI H13, AISI D2 y AISI M2, reportando durezas de hasta 2300 HV [3,5]. Otras investigaciones han estudiado la cinética de crecimiento de carburos de niobio sobre acero AISI 1040 [10], de boruros de hierro sobre acero AISI 4140 [11], y de carburos de cromo sobre acero AISI D2 [12]. Estos trabajos reportan cinéticas de crecimiento para sistemas binarios como NbC o VC obteniendo un espesor de capa en función del tiempo y la temperatura del tratamiento. En cuanto a estudios de comportamiento electroquímico, existen trabajos sobre boruro de hierro formado utilizando bórax y aluminio sobre aceros AISI S1, S2 y S3, cambiando el porcentaje de manganeso [13]. Sin embargo, al conocimiento de los autores, no se ha reportado un estudio microestructural o un estudio electroquímico sobre el posible sistema ternario NbVC2 que se propone en esta investigación. De acuerdo a lo anterior, el objetivo de este trabajo es producir recubrimientos de carburos ternarios de niobio-vanadio sobre acero D2 usando la técnica de deposición por difusión termorreactiva, variando la composición del baño de sales utilizado, y caracterizar su estructura, dureza y resistencia a la corrosión.