Pulverización térmica
Las técnicas de rociado térmico son procesos de recubrimiento en los que los materiales fundidos (o calentados) se rocían sobre una superficie. La "materia prima" (precursor del revestimiento) se calienta por medios eléctricos (plasma o arco) o químicos (llama de combustión).
La pulverización térmica puede proporcionar recubrimientos gruesos (el rango de espesor aproximado es de 20 micras a varios mm, según el proceso y la materia prima), sobre un área grande a una tasa de deposición alta en comparación con otros procesos de recubrimiento, como la galvanoplastia , la deposición física y química de vapor.. Los materiales de revestimiento disponibles para la pulverización térmica incluyen metales, aleaciones, cerámicas, plásticos y compuestos. Se alimentan en forma de polvo o alambre, se calientan hasta un estado fundido o semifundido y se aceleran hacia los sustratos en forma de partículas de tamaño micrométrico. La combustión o la descarga de arco eléctrico se suele utilizar como fuente de energía para la pulverización térmica. Los recubrimientos resultantes están hechos por la acumulación de numerosas partículas rociadas. La superficie puede no calentarse significativamente, lo que permite el recubrimiento de sustancias inflamables.
La calidad del recubrimiento generalmente se evalúa midiendo su porosidad , contenido de óxido , macro y microdureza , fuerza de unión y rugosidad de la superficie . Generalmente, la calidad del recubrimiento aumenta con el aumento de la velocidad de las partículas.
En los procesos clásicos (desarrollados entre 1910 y 1920), pero aún ampliamente utilizados, como la pulverización con llama y la pulverización con arco de alambre, las velocidades de las partículas son generalmente bajas (< 150 m/s) y las materias primas deben fundirse para depositarse. La proyección de plasma, desarrollada en la década de 1970, utiliza un chorro de plasma de alta temperatura generado por descarga de arco con temperaturas típicas >15.000 K, lo que permite proyectar materiales refractarios como óxidos, molibdeno , etc. [1]
La pistola de detonación consta de un cañón largo refrigerado por agua con válvulas de entrada para gases y polvo. El oxígeno y el combustible (el acetileno más común) se introducen en el barril junto con una carga de pólvora. Se utiliza una chispa para encender la mezcla de gases y la detonación resultante calienta y acelera la pólvora a una velocidad supersónica a través del cañón. Se utiliza un pulso de nitrógeno para purgar el barril después de cada detonación. Este proceso se repite muchas veces por segundo. La alta energía cinética de las partículas de polvo caliente al impactar con el sustrato da como resultado la acumulación de un recubrimiento muy denso y fuerte. El recubrimiento se adhiere a través de una unión mecánica resultante de la deformación del sustrato base que envuelve las partículas rociadas después del impacto a alta velocidad.
En el proceso de pulverización de plasma , el material que se va a depositar (materia prima), normalmente como polvo , a veces como líquido , [2] suspensión [3] o alambre, se introduce en el chorro de plasma, que emana de un soplete de plasma .. En el chorro, donde la temperatura es del orden de los 10.000 K, el material se funde y se impulsa hacia un sustrato. Allí, las gotas fundidas se aplanan, se solidifican rápidamente y forman un depósito. Comúnmente, los depósitos permanecen adheridos al sustrato como recubrimientos; También se pueden producir piezas independientes quitando el sustrato. Hay un gran número de parámetros tecnológicos que influyen en la interacción de las partículas con el chorro de plasma y el sustrato y por tanto en las propiedades del depósito. Estos parámetros incluyen el tipo de materia prima, la composición y el caudal del gas de plasma, la entrada de energía, la distancia de compensación de la antorcha, el enfriamiento del sustrato, etc.
