Dureza y resistencia al desgaste

Dureza

Los recubrimientos NIPLATE® se caracterizan por una dureza superficial significativamente superior a la de los materiales base típicamente tratados. Esta propiedad contribuye de forma determinante a las prestaciones tribológicas del componente, en particular en términos de resistencia al desgaste y estabilidad de las superficies en servicio.

En comparación con recubrimientos tradicionales y tecnologías superficialmente comparables, como el níquel electrolítico, la oxidación anódica del aluminio y los tratamientos termoquímicos de los aceros, los recubrimientos de níquel químico presentan valores de dureza, por término medio, más elevados, comparables a los del cromo duro, con la ventaja de un espesor uniforme y una mejor controlabilidad dimensional.

No obstante, conviene destacar que la dureza del níquel químico sigue siendo inferior a la que puede obtenerse con recubrimientos especiales de altísimas prestaciones, como plasma spray o PVD/CVD. Estas tecnologías, aunque permiten durezas superiores, conllevan diferencias sustanciales en términos de coste, aplicabilidad geométrica y complejidad del proceso, lo que limita su empleo en muchas aplicaciones industriales.

La dureza final de los recubrimientos NIPLATE® está fuertemente influida por el tratamiento térmico posterior a la deposición, que determina la evolución microestructural de la aleación Ni–P. En la tabla siguiente se indican los valores orientativos de dureza obtenibles en función del tipo de tratamiento térmico aplicado.

Resistencia al desgaste

La resistencia al desgaste de los recubrimientos NIPLATE® es el resultado de la combinación de alta dureza, cohesión del depósito y uniformidad de espesor. En particular, los recubrimientos NIPLATE® 600 y NIPLATE® 600 SiC se emplean con éxito en aplicaciones sometidas a desgaste abrasivo, adhesivo y por fretting.

El NIPLATE® 600, caracterizado por un contenido medio de fósforo (aproximadamente 7% en aleación), ofrece una elevada resistencia al desgaste tanto en condiciones lubricadas como en seco. La posibilidad de combinar altos espesores de recubrimiento (hasta 50–70 µm) con tratamientos térmicos de endurecimiento permite incrementar significativamente la vida útil del componente, alcanzando prestaciones comparables a las del cromo duro, con la ventaja de no requerir mecanizados posteriores y de garantizar un espesor uniforme también en superficies internas.

Para aplicaciones particularmente críticas, en las que el desgaste representa el principal factor limitante, se ha desarrollado el NIPLATE® 600 SiC. Se trata de un recubrimiento compuesto con matriz NIPLATE® 600 que contiene partículas microcristalinas de carburo de silicio (SiC) en una concentración del 20–30% en volumen.

El carburo de silicio es un material cerámico sintético caracterizado por una dureza extremadamente elevada. Su codeposición dentro de la matriz de níquel químico confiere al recubrimiento una resistencia al desgaste abrasivo excepcional, hasta 10 veces superior a la del cromo duro. Estas características hacen que el NIPLATE® 600 SiC sea especialmente adecuado para sectores de alta solicitación, como el racing, el textil y las aplicaciones industriales con contacto continuo y severo.

Test de desgaste abrasivo Taber Abraser

El método más utilizado para la evaluación de la resistencia al desgaste abrasivo de los recubrimientos de níquel químico es el Taber Abraser Test, definido por la norma ASTM B733.

El ensayo se realiza según parámetros estandarizados:

• Ruedas abrasivas: CS-10
• Carga aplicada sobre cada rueda: 1000 g
• Altura de las boquillas de aspiración: 1 mm

Durante el test, la probeta se monta sobre un plato giratorio y se somete a la acción combinada de rodadura y deslizamiento de las ruedas abrasivas. Los residuos de desgaste generados se aspiran para evitar interferencias con la medición.

El resultado del ensayo se expresa mediante el Taber Wear Index (TWI), calculado como la pérdida media de peso de la probeta, en miligramos, por 1000 ciclos. Valores de TWI más bajos indican una mayor resistencia al desgaste abrasivo.

En la tabla siguiente se indican los valores orientativos de TWI para los principales recubrimientos NIPLATE® en función del tratamiento térmico aplicado.