RECUBRIMIENTOSRECUBRIMIENTOS

TERMORROCIADOSTERMORROCIADOS

DEFINICIONDEFINICION Proceso en el cual partculas Proceso en el cual partculas

finamente divididas de material finamente divididas de material metlico o no-metlico son metlico o no-metlico son depositadas en una condicin fundida depositadas en una condicin fundida o semi-fundida sobre un sustrato o semi-fundida sobre un sustrato preparado. preparado.

Este fue usado por primera vez para Este fue usado por primera vez para la proteccin de materiales en el ao la proteccin de materiales en el ao de 1920 y consisti en la atomizacin de 1920 y consisti en la atomizacin con aire de un metal fundido y con aire de un metal fundido y proyectado hacia un substrato por proyectado hacia un substrato por aire. aire.

La tecnologa desde entonces ha sido La tecnologa desde entonces ha sido desarrollada en una industria con desarrollada en una industria con diversos equipos, materiales y diversos equipos, materiales y aplicaciones.aplicaciones.

Principio de la TcnicaPrincipio de la Tcnica

El material a proyectar (en forma El material a proyectar (en forma de polvo o varilla), es fundido de polvo o varilla), es fundido mediante una energa obtenida a mediante una energa obtenida a partir de la combustin de partir de la combustin de gases, de un arco voltaico o de gases, de un arco voltaico o de una recombinacin de gases una recombinacin de gases plasmgenos, segn el plasmgenos, segn el procedimiento empleado. procedimiento empleado.

El material fundido es proyectado El material fundido es proyectado seguidamente sobre la pieza a recubrir en seguidamente sobre la pieza a recubrir en estado plstico con una alta energa estado plstico con una alta energa cintica y trmica, que ceden a la misma, cintica y trmica, que ceden a la misma, provocando la unin con una fuerza que va provocando la unin con una fuerza que va a depender de: a depender de: Procedimiento empleado, Procedimiento empleado, Parmetros utilizados, Parmetros utilizados, Material de aportacin,Material de aportacin, Material del sustratoMaterial del sustrato Preparacin del sustratoPreparacin del sustrato Temperatura antes, durante y despus de Temperatura antes, durante y despus de

la proyeccin.la proyeccin.

Recubrimiento

Polvos

Fuente de energa

Aceleracin partcula

Impacto alSustrato

Proceso de formacin del Proceso de formacin del recubrimientorecubrimiento

LAMELLAS

SOPORTES O SUSTRATOSSOPORTES O SUSTRATOS Los recubrimientos termorrociados pueden Los recubrimientos termorrociados pueden

virtualmente aplicarse en casi cualquier tipo virtualmente aplicarse en casi cualquier tipo de material: metales, cermicas, vidrios, de material: metales, cermicas, vidrios, polmeros, materiales compuestos, etc. la polmeros, materiales compuestos, etc. la caracterstica esencial de un soporte es que caracterstica esencial de un soporte es que debe presentar cierta rugosidad, de forma debe presentar cierta rugosidad, de forma tal que el recubrimiento pueda adherirse de tal que el recubrimiento pueda adherirse de forma adecuada. forma adecuada.

El enlace entre el sustrato y el El enlace entre el sustrato y el recubrimiento puede ser mecnico, qumico, recubrimiento puede ser mecnico, qumico, metalrgico o una combinacin de estos. metalrgico o una combinacin de estos.

Enlace Mecnico:Enlace Mecnico:Partcula asume topografa superficial enclavamiento mecnico.

Enlace Metalrgico:Enlace Metalrgico: flujo de calor difusin y microsoldadura zona de interdifusin.

Enlace FsicoEnlace Fsico: Fuerzas Van Der Walls.

ADHESIN (NICOLL 1997)ADHESIN (NICOLL 1997)

CARACTERSTICAS DE LOS CARACTERSTICAS DE LOS RECUBRIMIENTOSRECUBRIMIENTOS

En la figura se presenta la seccin En la figura se presenta la seccin transversal, de una superficie recubierta transversal, de una superficie recubierta con este mtodo. con este mtodo.

Un aspecto crtico es la porosidad presente Un aspecto crtico es la porosidad presente en el revestimiento, esta puede variar de un en el revestimiento, esta puede variar de un 20% hasta un mnimo de 1% el cual es muy 20% hasta un mnimo de 1% el cual es muy difcil de alcanzar. difcil de alcanzar.

Dependiendo de las condiciones tambin pueden Dependiendo de las condiciones tambin pueden aparecer las partculas no fundidas, que por alguna aparecer las partculas no fundidas, que por alguna razn no llegaron a la temperatura de fusin y razn no llegaron a la temperatura de fusin y fueron incorporadas al recubrimiento, esta fueron incorporadas al recubrimiento, esta generalmente interrumpe la continuidad del mismo y generalmente interrumpe la continuidad del mismo y disminuye su fuerza cohesiva. disminuye su fuerza cohesiva.

Cuando se rocan metales o aleaciones, parte de Cuando se rocan metales o aleaciones, parte de ellos se pueden oxidar y aparecen entonces ellos se pueden oxidar y aparecen entonces inclusiones de xidos en el recubrimiento. Esto no inclusiones de xidos en el recubrimiento. Esto no siempre es malo, inclusive, un alto porcentaje de siempre es malo, inclusive, un alto porcentaje de xidos en el recubrimiento puede mejorar la dureza y xidos en el recubrimiento puede mejorar la dureza y resistencia del mismo.resistencia del mismo.

Tambin tendrn importancia en la Tambin tendrn importancia en la calidad del recubrimiento las calidad del recubrimiento las reacciones qumicas entre partculas, reacciones qumicas entre partculas, el tamao de las mismas, (lo que va a el tamao de las mismas, (lo que va a influir en la transferencia de calor al influir en la transferencia de calor al substrato).substrato).

Tambin son parmetros Tambin son parmetros importantes: la forma de la pieza, la importantes: la forma de la pieza, la velocidad relativa de la pistola con velocidad relativa de la pistola con relacin a la pieza, el ngulo de relacin a la pieza, el ngulo de incidencia de las partculas sobre la incidencia de las partculas sobre la pieza, la distancia de proyeccin, etc. pieza, la distancia de proyeccin, etc.

Alambre

Llama

D-Gum

HVOF

Polvo

Combustin

AireAPS

Cabina

Vaco

Inerte

Bajo agua

Cmara

Plasma

Aire

Cabina

Vaco

Inerte

Cmara

Termorrociado

Arco Electrico/alambre

CLASIFICACIONCLASIFICACION

De acuerdo a la forma en que suministra la energa se tienen tres procesos de termorrociado: Combustin, Arco elctrico y Plasma

CombustinCombustin Emplea como fuente de calor la Emplea como fuente de calor la

combustin que se produce entre la combustin que se produce entre la mezcla de un gas combustible y mezcla de un gas combustible y oxigeno. oxigeno.

Las pistolas de combustin estn Las pistolas de combustin estn disponibles para rociar materiales en disponibles para rociar materiales en forma de barras, alambres o polvos. forma de barras, alambres o polvos.

En el caso de los polvos, estos son En el caso de los polvos, estos son introducidos a la tobera de la pistola, introducidos a la tobera de la pistola, calentados y arrastrados por la calentados y arrastrados por la corriente de aire hacia el substrato a corriente de aire hacia el substrato a altas velocidades. altas velocidades.

LlamaLlama

Caracteristicas del Caracteristicas del termorrociado por llamatermorrociado por llama

Buena resistencia al desgaste abrasivo y adhesivo.Buena resistencia al desgaste abrasivo y adhesivo. Posibilidad de obtener espesores elevadosPosibilidad de obtener espesores elevados Utiliza materiales en polvo, varilla y alambre Utiliza materiales en polvo, varilla y alambre Pueden realizarse aplicaciones en situ. Pueden realizarse aplicaciones en situ. Relativa facilidad de operacin y menor costo de inversin Relativa facilidad de operacin y menor costo de inversin para equipamiento (para equipamiento (antorcha de rociado por llama y una antorcha de rociado por llama y una fuente de oxgeno y gas combustible).fuente de oxgeno y gas combustible).

Bajas velocidades de deposicin y bajas temperaturas de Bajas velocidades de deposicin y bajas temperaturas de trabajo trabajo Porosidad bastante elevada Porosidad bastante elevada

HVOFHVOFFuente de Calor Combustin entre la mezcla de Fuente de Calor Combustin entre la mezcla de combustible lquido y oxigeno. combustible lquido y oxigeno.

Material polvos. Material polvos.

Son introducidos a la tobera de la pistola y son Son introducidos a la tobera de la pistola y son calentados y arrastrados por la corriente de aire hacia calentados y arrastrados por la corriente de aire hacia el sustrato a altas velocidades. el sustrato a altas velocidades.

P I S T O L A H V O F

20 % prdidasde calor

Temperatura del gas: 2593 CVelocidad del gas: 2196 m/seg.

Agua de enfriamiento(30 l/min.)

Kerosene

Oxgeno

Vlvula de ignicin 1035 kpa3093 C

Polvos

BoquillaCmara Can

Agua de enfriamiento

Velocidad de partcula:1000 - 1190 m/seg.

Modelo JP - 5000Modelo JP - 5000

Se realiza con ambientes ms favorable (llama reductora) Se realiza con ambientes ms favorable (llama reductora)

Los tiempos de exposicin en vuelo son mas cortos, Los tiempos de exposicin en vuelo son mas cortos, debido a que posee velocidades de partculas ms altas que debido a que posee velocidades de partculas ms altas que

otros procesos.otros procesos.

El calentamiento de la partcula es ms eficiente y El calentamiento de la partcula es ms eficiente y uniforme debido a la elevada microturbulencia.uniforme debido a la elevada microturbulencia.

La temperatura final de partcula es menor comparada La temperatura final de partcula es menor comparada con pistolas de plasma o de arco.con pistolas de plasma o de arco.

Proporciona mayor energa cintica al impactar con el Proporciona mayor energa cintica al impactar con el sustrato.sustrato.

Ventajas del rociado por HVOFVentajas del rociado por HVOF

Diferencias entre Llama y Diferencias entre Llama y HVOFHVOF

En el rociado por llama el procesos de En el rociado por llama el procesos de combustin se realiza en el aire combustin se realiza en el aire ( ambiente), mientras que en el HVOF la ( ambiente), mientras que en el HVOF la combustin se realiza en una pequea combustin se realiza en una pequea cmara. cmara.

Debido a las altas presiones creadas en la Debido a las altas presiones creadas en la cmara de combustin, los gases salen a cmara de combustin, los gases salen a velocidades supersnicas, y aceleran las velocidades supersnicas, y aceleran las partculas fundidas. Estas, aunque no partculas fundidas. Estas, aunque no alcanzan las velocidades de los gases, alcanzan las velocidades de los gases, alcanzan altas velocidades con las que alcanzan altas velocidades con las que chocan en la superficie.chocan en la superficie.

PlasmaPlasmaUtiliza como fuente de calor energa elctrica.

Se fundamenta en hacer pasar un gas, usualmente argn, a travs de un ctodo de tungsteno y un nodo de cobre.

El arco ioniza el gas, generando una alta presin lo que produce un aumento de temperatura.

El polvo se introduce dentro del plasma se funde y es impulsado hacia el sustrato por una corriente de alta velocidad

Ventajas del termorrociado por Ventajas del termorrociado por plasma plasma

Anclaje optimo al metal baseAnclaje optimo al metal base Baja porosidad.Baja porosidad.Resistencia a la erosin y a la oxidacin.Resistencia a la erosin y a la oxidacin. Se pueden depositar metales, cermicos, plsticos o Se pueden depositar metales, cermicos, plsticos o cualquier combinacin de estos materiales por la alta cualquier combinacin de estos materiales por la alta temperatura de partcula temperatura de partcula

Altas velocidades de rociado.Altas velocidades de rociado. El rociado se realiza en condiciones inertes, mayor El rociado se realiza en condiciones inertes, mayor distribucin de temperatura lo que genera un menor contenido distribucin de temperatura lo que genera un menor contenido de xido y mayor densidad en el recubrimiento.de xido y mayor densidad en el recubrimiento.

Arco ElctricoArco Elctrico Como su nombre lo indica consiste en crear Como su nombre lo indica consiste en crear

un arco elctrico con los metales que un arco elctrico con los metales que intervienen, lo cual provoca un calor que intervienen, lo cual provoca un calor que funde el alambre, y debido a las altas funde el alambre, y debido a las altas presiones internas, el metal fundido sale presiones internas, el metal fundido sale con gran velocidad y es proyectado sobre el con gran velocidad y es proyectado sobre el sustrato. sustrato.

EEs tradicionalmente usado para aleaciones s tradicionalmente usado para aleaciones ferrosas y no ferrosas, se ha convertido en ferrosas y no ferrosas, se ha convertido en el proceso estndar de fabricacin de el proceso estndar de fabricacin de recubrimientos, por sus bajos costos de recubrimientos, por sus bajos costos de operacin, recubrimientos densos, fcil uso operacin, recubrimientos densos, fcil uso y la multitud de nuevos alambres. y la multitud de nuevos alambres.

Este proceso utiliza dos barras de metal Este proceso utiliza dos barras de metal como alimentacin. Estos dos metales como alimentacin. Estos dos metales actan como electrodos que son actan como electrodos que son continuamente consumidos mientras se continuamente consumidos mientras se funden debido al arco elctrico presente funden debido al arco elctrico presente entre ellos. entre ellos.

Una diferencia de potencial entre 15 y 50 Una diferencia de potencial entre 15 y 50 voltios es aplicada y el calor que se voltios es aplicada y el calor que se genera funde las puntas de las barras y el genera funde las puntas de las barras y el gas atomizante proyecta las gotas hacia el gas atomizante proyecta las gotas hacia el substrato. substrato.

Este gas atomizante es generalmente aire Este gas atomizante es generalmente aire comprimido, pero tambin se puede usar un comprimido, pero tambin se puede usar un gas inerte como Nitrgeno o Argn. gas inerte como Nitrgeno o Argn.

Ventajas del Termorrociado por Ventajas del Termorrociado por Arco ElctricoArco Elctrico

La combinacin de las altas temperaturas del La combinacin de las altas temperaturas del arco (6000K) y las altas velocidades de las arco (6000K) y las altas velocidades de las partculas ( 100 m/seg) producen partculas ( 100 m/seg) producen recubrimientos con mayor fuerza de enlace recubrimientos con mayor fuerza de enlace y menor porosidad que el rociado por llama. y menor porosidad que el rociado por llama.

Bajos costos de operacin.Bajos costos de operacin.

Fcil uso y Multitud de nuevos alambres. Fcil uso y Multitud de nuevos alambres.

Tiene aplicaciones tan variadas como Tiene aplicaciones tan variadas como recubrimientos de grandes estructuras recubrimientos de grandes estructuras como puentes, postes de luz, etc, y de como puentes, postes de luz, etc, y de componentes electrnicos, etc.componentes electrnicos, etc.

Parmetros ImportantesParmetros Importantes La calidad del recubrimiento estar La calidad del recubrimiento estar

influenciada por la influenciada por la velocidad y temperaturavelocidad y temperatura de la partcula al impactar el sustrato.de la partcula al impactar el sustrato.

La velocidad, mejora la adhesin, dureza, La velocidad, mejora la adhesin, dureza, densidad, resistencia al desgaste y densidad, resistencia al desgaste y maquinabilidad. La velocidad de partcula maquinabilidad. La velocidad de partcula para los distintos procesos, en orden para los distintos procesos, en orden decreciente es: decreciente es: (HVOF), arco por plasma, (HVOF), arco por plasma, arco por alambre y rociado por arco por alambre y rociado por lllama.lama.

La temperatura es gobernada por la La temperatura es gobernada por la transferencia de calor entre el gas y las transferencia de calor entre el gas y las partculas fundidas o ablandadas antes partculas fundidas o ablandadas antes de impactar el sustrato. de impactar el sustrato.

PROPIEDADES DE LOS PROPIEDADES DE LOS RECUBRIMIENTOSRECUBRIMIENTOS

Las propiedades del recubrimiento, Las propiedades del recubrimiento, dependen del material de dependen del material de alimentacin, del proceso de alimentacin, del proceso de Termorrociado, de los parmetros de Termorrociado, de los parmetros de aplicacin y del postratamiento del aplicacin y del postratamiento del recubrimiento.recubrimiento.

Dureza, densidad y Porosidad:Dureza, densidad y Porosidad: Su dureza y resistencia a la erosin los hace Su dureza y resistencia a la erosin los hace

especialmente valiosos en aplicaciones del especialmente valiosos en aplicaciones del alto desgaste.alto desgaste.

La dureza y densidad de los recubrimientos La dureza y densidad de los recubrimientos por Termorrociado son usualmente menores por Termorrociado son usualmente menores que las del material del cual se hizo el que las del material del cual se hizo el recubrimiento.recubrimiento.

En general, a mayor velocidad de partcula En general, a mayor velocidad de partcula mas duro y denso ser el recubrimiento. mas duro y denso ser el recubrimiento.

La densidad y porosidad, tambin dependen La densidad y porosidad, tambin dependen de la temperatura de la partcula y del tipo de la temperatura de la partcula y del tipo de gas de atomizacin utilizado. de gas de atomizacin utilizado.

Resistencia a la Resistencia a la corrosin:corrosin:

Para aplicaciones a muy altas temperaturas Para aplicaciones a muy altas temperaturas y para exposicin qumica, el recubrimiento y para exposicin qumica, el recubrimiento por Termorrociado de material adecuado, por Termorrociado de material adecuado, puede ofrecer una barrera resistente a la puede ofrecer una barrera resistente a la corrosin que protege el substrato.corrosin que protege el substrato.

AdhesinAdhesin

Este tipo de recubrimientos puede Este tipo de recubrimientos puede tener muy alta adhesin, algunos tener muy alta adhesin, algunos recubrimientos especiales usados recubrimientos especiales usados para aplicaciones de alto desgaste para aplicaciones de alto desgaste aplicados con procesos de alta aplicados con procesos de alta velocidad de partcula pueden llegar a velocidad de partcula pueden llegar a tener adhesiones tensiles de 34000 tener adhesiones tensiles de 34000 KPa.KPa.

Mejora el desempeo de partes y componentes de Mejora el desempeo de partes y componentes de maquinarias por la combinacin de materiales base, no maquinarias por la combinacin de materiales base, no costosos, con recubrimientos adecuados costosos, con recubrimientos adecuados Baja en los Baja en los costos costos

Amplia variedad de materiales: metales, carburos, Amplia variedad de materiales: metales, carburos, cermicas , plsticos.cermicas , plsticos.

Durezas controlables desde recubrimientos muy Durezas controlables desde recubrimientos muy blandos como el estao 120-180 HVblandos como el estao 120-180 HV300300 hasta muy duros hasta muy duros

como carburo de tungsteno(1200-1500 HVcomo carburo de tungsteno(1200-1500 HV300300) )

VENTAJAS DE LOS RECUBRIMIENTOS TERMORROCIADOS

Proceso de deposicin en Proceso de deposicin en fro,fro, la pieza no alcanza la pieza no alcanza 250C 250C No habr problemas de deformacin, No habr problemas de deformacin, esfuerzos y cambios metalrgicos que puedan llevar a esfuerzos y cambios metalrgicos que puedan llevar a la rotura de la pieza.la rotura de la pieza.

Espesores mnimos Espesores mnimos (0.05 mm)(0.05 mm) hasta gruesos hasta gruesos (5mm).(5mm).

Realizar recubrimientos en sitio.Realizar recubrimientos en sitio.

Recuperacin de maquinaria y partes componentes Recuperacin de maquinaria y partes componentes sometidas a desgaste y corrosin sometidas a desgaste y corrosin

VENTAJAS DE LOS RECUBRIMIENTOS TERMORROCIADOS

MANUFACTURA

MANTENIMIENTO

En la manufactura de componentes originales de equipos en la industria siderrgica, hidroelctrica, aeroespacial, marina, automotriz, petrolera.

Para revestir estructuras y partes de equipos sometidas a condiciones de trabajo que generen corrosin y desgaste.

APLICACIONES DE LOS RECUBRIMIENTOS

Ejemplos de aplicacionesEjemplos de aplicaciones RECUBRIMIENTO CERMICO RECUBRIMIENTO CERMICO

PARA ROTOR DE BOMBAS DE PARA ROTOR DE BOMBAS DE TORNILLOTORNILLO

CARBUROS DE TUNGSTENO EN LA INDUSTRIA DE

VALVULAS

INOXIDABLES, CERAMICAS O INOXIDABLES, CERAMICAS O CARBUROS PARA COMPRESORES DE CARBUROS PARA COMPRESORES DE AIRE O DE PROCESOAIRE O DE PROCESO

PROTECCIN CONTRA LA CORROSIN PROTECCIN CONTRA LA CORROSIN DE ESTRUCTURAS METLICAS DE ESTRUCTURAS METLICAS INDUSTRIALES POR MEDIO DE INDUSTRIALES POR MEDIO DE RECUBRIMIENTO DE METALES COMO RECUBRIMIENTO DE METALES COMO ALUMINIO O ZINCALUMINIO O ZINC

INOXIDABLES, CERAMICA INOXIDABLES, CERAMICA O CARBUROS PARA O CARBUROS PARA BOMBAS CENTRIFUGAS BOMBAS CENTRIFUGAS

Pgina 1Pgina 2Pgina 3Pgina 4Pgina 5Pgina 6Pgina 7Pgina 8Pgina 9Pgina 10Pgina 11Pgina 12Pgina 13Pgina 14Pgina 15Pgina 16Pgina 17Pgina 18Pgina 19Pgina 20Pgina 21Pgina 22Pgina 23Pgina 24Pgina 25Pgina 26Pgina 27Pgina 28Pgina 29Pgina 30Pgina 31Pgina 32Pgina 33Pgina 34Pgina 35Pgina 36Pgina 37Pgina 38Pgina 39Pgina 40Pgina 41Pgina 42Pgina 43Pgina 44Pgina 45Pgina 46Pgina 47Pgina 48