Projecció tèrmica d'alta velocitat (HVOF): influència de la configuració de la pistola de projecció en les propietats del recobriments

Abstract

Els requeriments que la tecnologia moderna exigeix actualment als components industrials en sectors com l’aeronàutica i l’automoció, juntament amb les especificacions mediambientals cada cop més restrictives associades als mateixos (ISO-14000 i 2000-53- CE), ha portat en els darrers anys a la indústria de l’enginyeria de superfície, a realitzar grans esforços encaminats a la recerca d’alternatives ecològicament acceptables a les tecnologies del cromat dur electrolític. En aquest sentit, existeixen múltiples línies d’investigació orientades a la substitució d’aquestes tecnologies, destacant-ne la projecció tèrmica, i mes concretament la pertanyent al procés de projecció tèrmica d’alta velocitat (procés HVOF), que ofereix unes propietats superiors a un cost competitiu i és mediambientalment net. L’objectiu principal d’aquest projecte es optimitzar les condicions de projecció tèrmica HVOF de la pols base WC-10Co-4Cr projectats amb la pistola WokaJet 400 amb la configuració de combustió Small-Target (ST), avaluant l’efecte del disseny intern (configuració de combustió) de la pistola de projecció sobre el comportament termocinètic de la pols projectada i, conseqüentment sobre les propietats dels recobriments resultants. L’objectiu final d’aquest projecte consisteix en analitzar la viabilitat d’aquests recobriments com alternativa als recobriments de crom dur electrolític (EHC), així com avaluar la viabilitat d’aplicació d’aquests recobriments per aplicacions aeronàutiques. En pro de la realització d’aquest estudi s’han efectuat tota una sèrie d’assaigs experimentals encaminats a la mesura de diferents propietats, tant de la pols de projecció com dels recobriments obtinguts. L’anàlisi termocinètic s’ha realitzat amb un equip “Accuraspray G3-L” (Tecnar, St. Bruno, Canada) equipat amb un software “Spraysentry TM”, capaç de proporcionar mesures de la temperatura y velocitat de las partícules durant la projecció. La realització de la caracterització termocinètica i l’obtenció dels recobriments analitzats en aquest projecte s’ha dut a terme en una planta pilot de projecció tèrmica, que el CDAL “Centre de Disseny d’Aliatges Lleugers i Tractaments de Superfícies” té ubicada a les instal·lacions de la empresa “GUTMAR S.A”. La realització de la caracterització experimental dels recobriments s’ha dut a terme als laboratoris del CDAL ubicats ala EPSEVG. Les propietats avaluades han estat la microduresa, velocitat de desgast, rugositat superficial, espessor de capa, porositat de capa, granulometria de la pols, fases cristal·logràfiques, resistència a la corrosió i microestructura. L’anàlisi dels resultats obtinguts en els assaigs experimentals ha permès analitzar l’efecte de la configuració de combustió sobre el substrat recobert així com sobre les condicions tèrmiques i cinètiques de la pols projectada, i conseqüentment sobre les propietats dels recobriments obtinguts. S’ha confirmat la viabilitat dels recobriments HVOF, projectats mitjançant la pistola Wokajet 400 amb ambdues configuracions de combustió, com a alternativa funcional i mediambientalment neta als recobriments de crom dur electrolític. Tanmateix, els resultats obtinguts en els recobriments WC-10Co-4Cr, projectats amb la pistola Wokajet400 amb configuració de combustió “Small-Target” (ST), fan viable l’aplicació d’aquest recobriments en components destinats al sector aeronàutic.