Caracterización de una aleación Ti6Al4V con poros inducidos fabricada mediante metalurgia de polvos, con un tratamiento termoquímico de nitrurado in situ

Abstract

Resumen

Los materiales utilizados en implantes a largo plazo (> 1 O años) tales como: 316, CoCrMo y Ti6Al4V, tienen un módulo elástico relativamente alto que pueden provocar apantallamiento de tensiones induciendo un desajuste en la interfaz hueso-implante. Una alternativa para evitar este problema es inducir porosidad previo a la etapa de sinterizado en estado sólido mediante el método del espaciador. Sin embargo, dicha porosidad reduce la resistencia a la corrosión debido al incremento de área expuesta. Por lo anterior, el presente estudio está enfocado en la obtención de compactos sinterizados de Ti6Al4V porosos, utilizando 30% vol. de bicarbonato de amonio como espaciador y 70% vol. de polvos de la aleación Ti6Al4V. El comportamiento de sinterizado se evaluó por medio de dilatometría a diferentes temperaturas desde 1150 hasta 1260 oC bajo una atmósfera inerte de argón. Después del sinterizado en estado sólido las muestras fueron expuestas a un flujo de gas nitrógeno con el objetivo de crear una película de TiN. Se realizó la caracterización estructural de los compactos en términos de distribución, tamaño y forma de poro mediante microtomografia de rayos X, caracterización mecánica y pruebas electroquímicas. Se encontró que la porosidad obtenida está interconectada en las muestras donde se usó espaciador, con un volumen de poros de entre 31 a 48% para las muestras sin y con el uso de espaciador respectivamente. Se estimó el valor del módulo elástico a partir de ensayos de compresión encontrando valores entre 7.2-3.9 GPa. La mejora en la resistencia a la corrosión en fluidos corporales sintéticos, fue cerca de 4 veces mayor después de nitrurado in situ en comparación con los compactos sinterizados sin tratamiento de nitrurado.