República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación

Universidad Gran Mariscal de Ayacucho

Escuela de Ingeniería

Cátedra: Electiva III

Prof.: Integrante:

Humberto J. Oscar Venales 20373875

Puerto Ordaz, 29 de octubre de 2012

Introducción

Los procesos de rociado térmico son altamente sofisticados y especializados, con una

amplia utilización en los campos de mantenimiento reconstructivo, de protección y

manufactura. Son un grupo de procesos (Rociado por Plasma, Alambre por Arco, Rociado

por Llama, Pistola de Detonación y HVOF entre otros) en los cuales materiales

superficiales metálicos en condición fundida o semi-fundida son depositados en forma de

rociado sobre un substrato previamente preparado. Los materiales aplicados

superficialmente por estos procesos deben estar en forma de varillas, alambre o polvos.

Uno de los procesos más usados a nivel industrial es el de HVOF (High Velocity Oxygen

Fueh), lo que se traduce como un proceso diseñado para acelerar las partículas fundidas a

velocidades sumamente altas debido a que su combustión tiene lugar en una pequeña

cámara, dando como resultado una descarga de gases de Dióxido de Carbono, vapor de

agua y una expansión térmica por el agotamiento de estos gases. Debido a la alta presión

que se crea en la cámara de la combustión, los gases generan velocidades supersónicas (se

han observado velocidades de gas de 2000 mis), acelerando las partículas fundidas. Aunque

las partículas no alcanzan la velocidad generada por los gases, ellas alcanzan velocidades

muy altas (750 mis aprox.).

CONTENIDO

¿Qué es el Termorociado (Rociado térmico)?

Procedimientos del termo-rociado son sofisticados y altamente especializados, con un

amplio espectro de utilización en los campos de mantenimiento reconstructivo, de

protección y manufactura. La naturaleza de estos procesos es la acción concentrada de

varios componentes y variables, que actuando simultáneamente y aplicadas adecuadamente,

producen un efecto mucho más grande que el de cada una de ellas cuando actúa

individualmente. Por tal razón cada uno de los componentes y variables deben ser

comprendidos para permitir la selección y operación apropiada de un proceso particular.

Definición

El termo-rociados comprende un grupo de procesos en los cuales materiales superficiales

metálicos o no metálicos en condición fundida o pastosa son depositados en forma de

rociado sobre un substrato previamente preparado. El material a ser aplicado

superficialmente debe estar en forma de polvo, varillas, cordón o alambre. La pistola de

Termorociado genera el calor necesario mediante el uso de combustibles en forma de gas o

líquido. A medida que el material es calentado cambia a un estado pastoso o liquido, siendo

entonces acelerado por un gas comprimido. La corriente confinada de partículas es dirigida

hacia el substrato, las partículas golpean la superficie, se aplastan contra ella y forman

plaquetas delgadas que se conforman y adhieren a las irregularidades de la superficie

preparada y entre ellas mismas. A medida que las partículas rociadas inciden sobre la

superficie del substrato, se enfrían y consolidan, partícula por partícula, formando de esta

manera el revestimiento.

Variables y/o parámetro que se controlan.

Los materiales utilizados, el método de generación de calor y el método de impulsar los

materiales sobre el substrato, son las variantes básicas del proceso de termo-rociado.

Materiales Rociados

Los materiales rociados son utilizados en forma de alambre, varillas, cordón o polvo.

Algunos metales, óxidos y compuestos ínter metálicos. Algunos plásticos orgánicos, ciertos

vidrios y cerámicas pueden ser depositados por una o más de los procesos de termo-

rociado.

Procesos

Los procesos de termo-rociado pueden ser categorizados dentro de dos grupos básicos de

acuerdo al método de generación de calor. El primer grupo utiliza casi siempre gases

combustibles como fuentes de calor, sólo el método H.V.O.F. (High Velocity Oxi Fuel)

utiliza combustible líquido. Los procesos que utilizan potencia eléctrica como fuente de

calor, tales como el plasma (por arco, transferido ó no), arco eléctrico y plasma por

inducción pertenecen al segundo grupo. Los consumibles utilizados en este grupo se

encuentran en forma de polvo o alambre.

Substratos

Los substratos en los cuales son aplicados los revestimientos termorociado incluyen

metales, óxidos, cerámicas, vidrios, algunos plásticos y madera. No todos los materiales,

pueden ser aplicados sobre todos los substratos, algunos requieren técnicas especiales.

Proceso de Termo-rociado, por el H.V.O.F. (High Velocity Oxi Fuel)

Para cada proceso de termo-rociado se necesita una previa preparación del substrato a

rociar, y es aplicada la misma para todos los procesos. Dos pasos de gran importancia son

los siguientes:

Limpieza de la superficie para eliminar cualquier contaminación que pueda inhibir

la adherencia del revestimiento al substrato.

Aumentar la rugosidad de la superficie para proveer rugosidades y aumentar la

adhesión del revestimiento, así como, para obtener una superficie efectiva mayor.

Fundamento del termorociado

• Material a depositar

• Bobinas de alambre, micropolvos metálico

• Carburos, cerámicos y plásticos

• Unidad de proyección

• Procesa fuente de energía, incorpora material a depositar.

• Unidad de proyección

• Oxigeno y acetileno

• Energía eléctrica para producir arco plasma

La tecnología de recubrimiento por Termorociado puede dividirse a su vez, de acuerdo al

tipo de proceso involucrado, de la siguiente manera:

Procesos de Rociado Térmico por Electricidad:

• Arco Eléctrico.

• Plasma.

Procesos de Rociado Térmico por Combustión:

• Llama.

• Hipersónico HVOF (High Velocity Oxy-Fuel).

El Termorociado, nuestra principal actividad, ofrece ventajas significativas:

• Es un proceso de baja temperatura que no supera los 200 °C durante la deposición del

recubrimiento, eliminándose así las deformaciones y los cambios en la micro-estructura

del material base, sumamente peligroso para la integridad física de la pieza.

• Los materiales utilizados en el Termorrociado pueden ser aplicados sobre superficies

que no pueden ser soldadas, bien sea por su composición o por tener espesores muy

finos.

•

• La utilización de los recubrimientos por Termorrociado para mejorar o agregar

propiedades diferentes a las piezas metálicas, como:

- Barreras Térmicas,

- Conductividad Eléctrica,

- Aislamiento Eléctrico,

- Protección Anticorrosiva,

- Protección Antidesgaste y

- Recubrimientos Autolubricantes.

Características

• Esta es una tecnología de recubrimiento superficial la cual combina una variedad de

características:

• Temperatura de aplicación superficial desde 950°C.

• Depósitos son densos e impermeables.

• Estructura del depósito libre de óxido.

• Buena resistencia al desgaste abrasivo, erosivo y corrosivo, admitiendo impacto y

ciclaje térmico.

• Se obtienen durezas de 70 Rc a 65 Rc.

• Se aplican capas delgadas de no más de 0.2 mm de espesor, repitiendo la

operación hasta alcanzar el espesor final deseado.

Aplicaciones y Recomendaciones

Este tipo de recubrimiento reconstrucción y protección de infinidad de piezas y

partes de tamaño reducido como dientes de engranaje, chaveteros, camiones de ejes

de leva, válvulas, guías de cadenas, matrices, cuchillas, tornillos sin fin, etc.

Aplicaciones sin Calentamiento Previo

Preparación de la superficie.

Se requiere superficie limpia, libre de lubricantes, grasas, óxidos.

Regulación de equipo.

Utilizar llama neutra (T aprox. 320°C).

Regulación de presiones.

Enfriamiento.

Enfriar depósito lentamente para aliviar tensiones.

Terminación o mecanizado.

Mecanizar con herramienta de corte de carburo de tungsteno tipo ISO K10.

Consideraciones generales.

Cuidar distancia de proyección.

Evitar flujo incorrecto de gases.

No exceder espesor indicado y asegurar que toda la pieza tenga la temperatura

necesaria para evitar sobrecalentamiento.

Aplicaciones con Precalentamiento

Preparación de la superficie. 

Realizar un precalentamiento a toda la pieza a 120°C aprox.

Rociado y Fusión.

Luego del precalentamiento, efectuar un rociado sobre toda la superficie,

manteniendo el soplete a 20 mm aprox.

Espesor de capa no debe exceder los 0.2 mm por pase.

Asegurarse que el metal aportado alcance un color rojo suave (850 – 900°C) antes

de iniciar la fusión.

Mover el soplete lentamente sin detenerse para evitar inclusiones de escoria y gases.

Realizar pases sucesivos rociando y fundiendo al mismo tiempo de modo uniforme

hasta alcanzar espesor deseado.

Conclusión

El rociado térmico es una técnica sencilla de aplicar que ha mostrado buenos

resultados en diferentes campos, con lo cual se puede mejorar la forma de proteger

las estructuras y de reducir costos de mantenimiento, con lo que se aumenta la

productividad de los equipos.

Los costos debido a la corrosión son muy altos en el ámbito mundial, por lo que se

necesitan herramientas para combatir este problema y el proceso de rociado térmico

ha demostrado ser muy útil para la protección contra la corrosión acuosa y a altas

temperaturas.