Compartativo de proyecciones térmicas HVOF y espreado por plasma para recubrimientos cerámicos

2. Proyección térmica por plasma
3. Proyección térmica HVOF
4. Diferencia entre proyección térmica HVOF y proyección térmica por plasma

Introducción

Las técnicas de proyección térmica, se basan en conferir al material a proyectar (en forma de polvo o varilla), suficiente energía térmica, obtenida por combustión de gases un arco voltaico, o por la recombinación de gases plasmágenos. El material fundido o parcialmente fundido, es proyectado, sobre el sustrato, con una alta energía cinética formando un recubrimiento compacto por agregación de partículas proyectadas.

Las primeras partículas proyectadas al llegar a la superficie del substrato van solidificando y recubriendo las irregularidades del mismo. Los mecanismos de adhesión entre el recubrimiento y el substrato se clasifican en tres categorías:

• Unión mecánica. Cuando una partícula, en estado plástico, impacta sobre la superficie del substrato previamente chorreada quedando unida por la rugosidad de éste.

• Unión metalúrgica. Elevada energía cinética de las partículas proyectadas pueden darse procesos de ínter difusión en la interfaz substrato – recubrimiento y formarse un nuevo compuesto.

• Unión física. Unión débil entre el substrato y el recubrimiento por fuerzas de Van der Waals.

Posteriormente las partículas siguen llegando y se acumulan sobre las primeras capas del recubrimiento. Estas partículas llegan más o menos fundidas según las condiciones energéticas que tengan. La formación de poros en el recubrimiento se debe a dos motivos:

• Por las salpicaduras que pueden producir las partículas fundidas o semi – fundidas en el momento del impacto, favoreciendo la retención de aire entre partículas.

• Las partículas que impactan sin fundir (partículas frías) forman zonas porosas por mala adaptación al conjunto de porosidades ya solidificados.

La Imagen 1, muestra un esquema de recubrimiento, aplicado por esperado térmico.

La Imagen 1, muestra un esquema de recubrimiento aplicado por esperado térmico

La calidad de aplicación de los recubrimientos dependen principalmente de factores como: porosidad, la cohesión entre las partículas, la adherencia al substrato, química del material de revestimiento, adherencia superficial mecánica, metalúrgica y química, velocidad de impacto, tamaño y temperatura de partículas, rugosidad del substrato, influencia de fuerza de adherencia.

En la actualidad las técnicas mas utilizadas en proyección térmica son la proyección de polvo por combustión (Flame Spray), la proyección de alambre por combustión (Flame wire), la proyección de alambre por arco eléctrico (wire arc), la proyección de plasma (Plasma Spray), la proyección por detonación (D-Gun) y la proyección térmica por alta velocidad (HVOF).

En la última década, los equipos de Plasma Atmosférico (APS) y los de alta velocidad (HVOF) han permitido, con un control apropiado de los parámetros de proyección, la obtención de recubrimientos de hidroxiapatita con propiedades químicas comprables a los obtenidos por VPS (Vacuum Plasma Spraying), a un costo inferior.

La Imagen 2, muestra el rango de temperaturas y variación en la velocidad de las partículas para las técnicas de proyecciones térmicas.

Imagen 2. Rango de temperaturas y variación en la velocidad de las partículas para técnicas de proyección térmica.

La Tabla 1 muestra un esquema de utilización de tecnologías de pulverización térmica en distintos sectores de la industria.