146 TRATAMIENTOS SUPERFICIALES • Recubrimiento PVD, deposición física de vapor. El pro- ceso implica la evaporación de un metal, que reacciona con, por ej.: nitrógeno, para formar nitruro en la super- ficie de la herramienta. Se logran varias capas de espe- sor nanométrico: nitruro de titanio, carbonitruro de titanio, nitruro de titanio-aluminio. • Recubrimiento en polvo mediante prensado, o moldeo por inyección: partículas de carburo de tungsteno con aglutinante de cobalto. El tamaño del grano es un pará- metro muy importante para la relación dureza/tenaci- dad. Cuanto más fino sea el grano mayor será la dureza. Corte por plasma No se considera una herramienta. Es la unión de piezas metálicas por arco eléctrico, o al contrario, el corte. Con- siste en un generador de alta frecuencia y gas para ge- nerar la llama de calentamiento. Desde los años 1940 existen TIG, con un electrodo de volframio y gas helio (Tungsten inert gas). En 1954 se mejora el TIG y se ob- tiene un chorro de plasma, el corte por plasma, conocido hoy día. No lo describiremos aquí. Se logran temperaturas hasta 50.000 °C. El mecanizado por plasma es una reali- dad, el arco eléctrico del soplete, el oxicorte. El comienzo del corte es casi instantáneo y produce una deformación mínima de la pieza. NanoShield, el recubrimiento nanoestructurado Es un recubrimiento de gran dureza, económico, deposi- tado con láser sobre la herramienta. El láser funde el na- nopolvo de una aleación amorfa de compuestos ferrosos y lo deposita sobre el substrato de acero de la herramien- ta, formando una unión metalúrgica. El revestimiento Na- noShield ha sido producido por el Programa SAM, Materiales Amorfos Estructurales, de Oak Ridge National Laboratory, EE UU. También puede usarse nanopolvo de dióxido de aluminio. Las aleaciones cristalinas, una matriz tridimensional de átomos alineados, permiten que la matriz se deforme, se estire o se curve, en cambio los materiales SAM son una estructura de vidrio, con átomos desordenados, una ale- ación de mayor dureza, muy resistente a la abrasión. Los nanopolvos SAM se producen comercialmente, con el método Atomización Gaseosa. NanoShield para la tuneladora Es una aplicación de los nanopolvos férricos, con gran Fig.3 Tuneladora suiza. 2007. Los discos de corte son de color claro. Las aberturas oscuras sirven para retirar la piedra desmenuzada. éxito en la tuneladora americana TBM (Tunnel boring ma- chine). La tuneladora es un cilindro de enormes dimen- siones, de 9,6 m de diámetro, a veces 15, con más de 30 discos de corte sobre la placa circular giratoria. La placa avanza en el túnel triturando la roca con los 30 discos de corte, desmenuzando la piedra caliza del frente de exca- vación. El desgaste de los discos de acero al carbono, sin recubrimiento, es rápido; en solo unos pocos días hay que reemplazarlos por discos nuevos, todo depende de la dureza del granito rocoso. Con el recubrimiento amorfo NanoShield los discos de corte duran un 20% más. Un gran ahorro económico en la perforación del monte. El láser funde y suelda los na- nopolvos al disco cortante. La compleja geometría del disco cortante no es un impedimento a la hora de espol- vorearla con los nanopolvos. A continuación el láser logra el recubrimiento sólido amorfo, con propiedades metalúr- gicas increíbles. El espesor del recubrimiento es de sólo 0,7 mm como máximo. Al excavar el granito no se frac- tura. Su dureza es 7 veces mayor que la del acero del substrato. La tuneladora avanza más aprisa, unos 30 m/día, y con menor consumo de energía eléctrica. Avan- zar en el túnel a base de explosivos es más lento. I Referencias • Peter, W. Coating stands up to solid rock. R&D Magazine 08/2012. • Rubenshick, M. High-Performance metal coa- ting. Produce exceptional bond strength. Scien- ce & Technology. October 2012. tecnología