RECUBRIMIENTOS DE PROYECCIÓN POR PLASMA

RECUBRIMIENTOS DE PROYECCIÓN POR PLASMA


1.- INTRODUCCIÓN
1.1.- Concepto de recubrimiento
Un recubrimiento puede ser definido como "una región superficial de un material con propiedades diferentes de las del material base". Los objetivos que se pretenden obtener con el empleo de los recubrimientos son básicamente reemplazar, modificar y/o lubricar superficies.
Las tres principales áreasen las que los recubrimientos han experimentado grandes avances son: el desgaste, la disminución de la fricción y las barreras térmicas.
El uso del recubrimiento permite que el material base sea optimizado para objetivos tales como resistencia mecánica, ligereza, etc., mientras que la superficie es optimizada para la resistencia al desgaste, a la fricción, o como aislamiento térmico o eléctricoentre otras aplicaciones.
1.2.- Proyección térmica
El origen de la proyección térmica data del año 1910, cuando Schoop proyectó polvo de metal fundido sobre una superficie por primera vez. El procedimiento consistía en fundir un metal en un crisol y proyectarlo atomizado, mediante un gas comprimido, sobre la superficie a recargar en la que se solidifica. Posteriormente, salió al mercado un tipode pistola alimentada por un alambre, que atravesando una llama originada por un gas combustible y otro comburente, era fundido y proyectado sobre el material a recargar, por una corriente de aire comprimido. Actualmente, los procedimientos más utilizados son:
- Flame power (proyección de polvo por combustión).
- Flame wire (proyección de alambre por combustión).
- Wire arc (proyección dealambre por arco eléctrico).
- Plasma spray (proyección por plasma).
- Detonación
- HVOF (alta velocidad).
El proceso de proyección térmica se puede definir como "la aportación de materiales proyectados en forma de partículas fundidas finamente divididas, sobre un substrato debidamente preparado".
El material a proyectar (en forma de polvo o varilla), es fundido mediante una energía obtenidaa partir de la combustión de gases, de un arco voltaico o de una recombinación de gases plasmógenos, según el procedimiento empleado. El material fundido es proyectado seguidamente sobre la pieza a recubrir en estado plástico con una alta energía cinética y térmica, que ceden a la misma (Fig. 1), provocando la unión con una fuerza que va a depender del procedimiento empleado, de los parámetrosutilizados, del material de aportación, del material del substrato así como de la preparación del mismo y de su temperatura antes, durante y después de la proyección. Los valores obtenidos para esta fuerza de anclaje pueden llegar a superar los 80 MPa.
Tendrán también importancia en la calidad de un recubrimiento las reacciones químicas entre partículas, el tamaño de las mismas, (lo que va a influiren la transferencia de calor al substrato), así como la forma de la pieza, la velocidad relativa de la pistola con relación a la pieza, el ángulo de incidencia de las partículas sobre la pieza, la distancia de proyección, etc..
Los pasos que se deben seguir en un proceso de proyección térmica son los siguientes:
1.- Limpieza de la superficie a recubrir.
2.- Preparación de dicha superficie(generalmente mediante un granallado con corindón sintético o granalla angular metálica).
3.- Proyección de la capa de anclaje, o de la capa directamente en el caso de que esta última sea autoanclante.
4.- Mecanizado o rectificado final del recubrimiento si es necesario.
Cabe destacar que durante el proceso de proyección térmica, el material a recubrir no debe superar los 150oC para evitar loscambios estructurales o tensiones añadidas, lo cual implica que la proyección térmica puede ser considerada como un "recargue en frío", con excepciones tales como el sinterizado.
Siendo de entre los recubrimientos de proyección térmica, el de proyección por plasma el que se ha escogido para realizar la presente conferencia, realizaremos una descripción más detallada de dicho proceso.
2.- MÉTODO...