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Metalización

Desde su creación hace casi un siglo, el rociado  térmico ha evolucionado de una tecnología diseñada para ser una reparación rentable de componentes desgastados y  de piezas  mal maquinadas a un proceso que se utiliza para proporcionar incluso un  mejor rendimiento y mayor vida útil a OEM. Como parte de su proceso en crecimiento, el rociado térmico se ha desarrollado desde los sistemas de arco eléctrico, plasma, hasta equipos de HVOF. Además, la lista de materiales disponibles para rociado térmica se ha expandido a aleaciones metálicas y cerámicas, polímeros y carburos. Una de las muchas zonas industriales en qué el rociado térmico ha establecido es como una alternativa de bajo costo con respecto al revestimiento de soldadura y cromado. 

El objetivo de este artículo es para introducir las características de los cuatro procesos de rociado térmico, siendo estos, oxigeno-acetileno, arco eléctrico, plasma y alta velocidad (HVOF) – y para discutir los diferentes tipos de recubrimientos resistentes al desgaste y resistente a la corrosión, que estos procesos pueden producir. 



Una introducción a la Metalización o Rociado Térmico.

El rociado  térmico, así como placas de revestimiento, cromado, y  soldadura, es un proceso de recubrimiento. En rociado térmico, el material en forma de alambre o polvo es derretido por una llama o la electricidad y rociado en la pieza a recubrir. Durante el proceso real, la antorcha de spray hace pasadas sucesivas a través de la pieza trabajada para producir un recubrimiento. Al igual que todos los procesos industriales, el rociado térmico tiene ventajas y limitaciones. Los siguientes son algunos de los beneficios de los recubrimientos de rociado térmico.

  • Reducción de costos. En lugar de realizar la parte entera de un material caro, un material de alto rendimiento se rocía en un material de base de bajo costo.
  • Baja entrada de calor. Los recubrimientos de rociado térmico no afectan la micro-estructura de los sustratos. El recubrimiento al no penetrar el material base, es decir, no hay ninguna zona afectada por el calor.
  • Versatilidad. Casi cualquier metal, cerámica o de plástico puede ser pulverizado.
  • Rango de espesor. Recubrimientos pueden ser pulverizados de 0,001 pulgadas más de 1 pulgada de espesor, dependiendo del sistema de material y spray. Recubrimiento cuyo espesor generalmente van de 0,001 a 0.100 pulgadas.
  • La velocidad de procesamiento. Las tasas de entre 3 y 60 lb/h dependiendo del material y el sistema de pulverización de rociado.

Algunas de las limitaciones de aerosol termal incluyen lo siguiente:

  • El mecanismo de enlace entre el recubrimiento y la pieza es principalmente mecánicos, no metalúrgicos.
  • El rociado térmico es un proceso de línea de visión.
  • Los recubrimientos son considerablemente más fuertes en la compresión de tensión.


Los procesos de rociado térmico

  • ROCIADO TÉRMICO DE LLAMA

En el proceso rociado térmico de llama, oxígeno y un gas combustible, tales como acetileno, propano o propileno, son alimentados en una antorcha y encendió una llama de crear. En polvo o en alambre se inyecta en la llama donde se derritieron y rociar en la pieza trabajada. 

El rociado térmico de llama requiere muy poco equipo y puede realizarse fácilmente en la fábrica o en el sitio. El proceso es bastante barato y se utiliza generalmente para la aplicación de aleaciones metálicas. Con velocidades de partículas relativamente baja, la pulverización de llama proporcionará las acumulaciones más grandes para un material dado de cualquiera de los procesos de rociado térmico. Las bajas velocidades de partícula también resultan en recubrimientos que son más porosas en comparación con otros recubrimientos de rociado térmicos. La  porosidad puede resultar ventajosa en áreas donde el aceite se utiliza como lubricante. Una cierta cantidad de lubricante siempre hace que se conserve el recubrimiento y aumenta así la vida del mismo. Los óxidos aumentan la dureza y aumentar la resistencia al desgaste.

  • ROCIADO TÉRMICO CON ARCO ELÉCTRICO

En el proceso de pulverización de arco, dos cables se inserta en la antorcha y puso en contacto con unos a otros en la boquilla. La carga eléctrica que se colocan en los cables hace sugerencias de los cables para derretir cuando toquen. Un gas portador como el aire o nitrógeno se utiliza para limpiar el material fundido fuera de los cables y transportarlo a la pieza trabajada. El rociado térmico con  arco es relativamente barato, fácil de aprender, portátil y bastante fácil de mantener. Partícula bajas velocidades permiten alto máximo recubrimiento cuyo espesor de un material dado. Los avances recientes en las configuraciones de boquilla y antorcha proporcionan un mayor control sobre la calidad de revestimiento y el patrón de spray. Con el equipo adecuado, es posible producir un patrón de spray alargado o spray componentes con diámetros internos muy pequeñas. En cuanto a sus deficiencias, fumigación se limita a alambres sólidos conductores de la electricidad y cables con núcleo de fundente.

  • ROCIADO TÉRMICO CON PLASMA

La pulverización de plasma se considera la más versátil de todos los procesos de Rociado térmicol. Durante la operación, los gases como el argón, nitrógeno, helio o hidrógeno se pasan a través de una antorcha. Un arco eléctrico disocia e ioniza los gases. Más allá de la boquilla, recombinan los componentes atómicos, desprendimiento de una enorme cantidad de calor. De hecho, las temperaturas de núcleo de plasma son normalmente más de 10.000 ° C, muy por encima de la temperatura de fusión de cualquier material. Polvo es inyectado en esta llama, derretido y acelerado a la pieza trabajada. 

El rociado térmico con plasma fue desarrollado inicialmente para la aplicación de  cerámicas y es todavía el proceso premier para aplicarlos. Metales y plásticos también pueden ser rociadas con esta técnica. Las velocidades de partículas para el plasma son más altas que los de llama y rociado de arco y resultan en recubrimientos que son normalmente más denso y tienen una más fina rugosidad la superficie recubierta. Los recubrimientos obtenidos por este proceso son  de mayor densidad, aunque con menores espesores. Se pueden aplicar recubrimientos tanto metálicos como cerámicos con este proceso.

  • ROCIADO TÉRMICO DE ALTA VELOCIDAD (HVOF)

Con aproximadamente unos 25 años en el mercado el proceso HVOF, a ampliado su rango de aplicaciones. El HVOF utiliza una combinación de algún combustible (hidrogeno, propano, queroseno) con oxigeno creando una flama de muy alta velocidad, en la que se inyecta el material en polvo el cual es calentado y proyectado a la pieza trabajada. La velocidad de los gases alcanza valores supersónicos. Teniendo como resultado recubrimientos mucho muy densos y muy bien adheridos.

El proceso HVOF es la técnica preferida para el rociado térmico de  carburos resistente al desgaste y también es adecuado para la aplicación recubrimientos resistentes al desgaste y a la corrosión como Hastelloy, Triballoy y Inconel ®. Debido a la alta energía cinética y energía térmica bajo el proceso HVOF que se imparte en los materiales rociados, los recubrimientos obtenidos por HVOF son muy densos, con menos de 1% de porosidad, teniendo una fuerza de adherencia muy alta, finos acabados superficiales y bajos niveles de óxido. 

Estas propiedades han permitido HVOF asperjado recubrimientos para convertirse en una alternativa atractiva a revestimientos como el cromado.