Oxidación electrolítica por plasma de metales binarios Ti-Mg fabricados por pulvimetalurgia

Abstract

RESUMEN : Actualmente, se ha estado impulsando desde diferentes industrias la generación de productos más ligeros para nuevas aplicaciones. Las aleaciones de magnesio se han utilizado debido a su baja densidad y elevada resistencia/peso; por ello, este tipo de materiales ligeros ha encontrado aplicaciones diversas en industrias como la aeroespacial, automovilística y biomédica, que cada vez demuestran un creciente interés en la mejora de las propiedades en función de su rendimiento. Pese a esto, la elevada actividad del magnesio se presenta como un problema que reduce la resistencia a la corrosión y provoca el deterioro acelerado del material, especialmente en medios corrosivos. Por tal razón, las aleaciones Ti-Mg representan una propuesta alternativa que, de ser implementada, puede presentar un material alternativo, con mejorada resistencia a la corrosión, gracias al Ti, y menor densidad gracias a la presencia del magnesio. Sin embargo, el hecho de que el magnesio y el titanio sean metales con baja solubilidad entre sí, limita la posibilidad de obtener las aleaciones en volumen; no obstante, la pulvimetalurgia se vislumbra como una solución por la cual se permite obtener aleaciones procesando polvos comercialmente puros, mediante molienda de alta energía, compactación y prensado isostático en caliente. Por otra parte, buscando mejorar la aplicación de estas aleaciones, se hace necesario desarrollar un tratamiento superficial adecuado para proteger el sustrato contra la corrosión. El tratamiento más afín para sustratos metálicos, acorde a los objetivos de la investigación es la oxidación electrolítica por plasma, que en este caso crea una capa anódica de carácter cerámico, con la incorporación de iones que le brindarán al recubrimiento propiedades y características morfológicas y composicionales, decisivas en el comportamiento del material frente al medio. En el presente estudio se encontró que los materiales binarios modificados superficialmente mediante PEO, adquirieron una superficie homogénea de apariencia cerámica. En estos materiales modificados se encontró una superficie con mejoras en resistencia a la corrosión frente al material desnudo y una importante respuesta biológica con posible aplicación antitumoral.

ABSTRACT : Currently, the generation of lighter products for new applications has been driven by different industries. Magnesium alloys have been used due to their low density and high strength/weight; therefore, this sort of lightweight material has found diverse applications in industries such as aerospace, automotive, and biomedical, which are showing increasing interest in improving properties based on their performance. Despite this, high magnesium activity is found to be a problem that reduces corrosion resistance and causes accelerated deterioration of the material, especially in corrosive environments. For this reason, Ti-Mg alloys represent an alternative proposal, which, if implemented, can present an alternative material with improved corrosion resistance, thanks to Ti, and lower density due to the presence of magnesium. However, the fact that magnesium and titanium are metals with low solubility between them, limits the possibility of obtaining the alloys in volume; nevertheless, powder metallurgy is seen as a solution by which alloys can be obtained by processing commercially pure powders, through high-energy milling, compaction, and hot isostatic pressing. To improve the application of these alloys, it is necessary to use a suitable surface treatment to protect the substrate against corrosion. The most appropriate treatment for metallic substrates, according to the objectives of the research, is plasma electrolytic oxidation which in this case creates an anodic layer of ceramic character, incorporating ions that will provide the coating with morphological and compositional properties and characteristics, decisive for the behavior of the material in the medium. In the present study, it was found that the binary materials modified superficially by PEO, acquired a homogeneous surface of ceramic appearance. In these modified materials it was found a surface with improved corrosion resistance compared to the bare material and an important biological response with the possible antitumor application.