9 Proceso de metalizado

5/7/2018 9 Proceso de metalizado - slidepdf.com

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PROCESOS Y TECNICAS DE

APLICACIÓN DEMICROPOLVOS



Tecnologia de Rociado Termico� Aplicación de recubrimientos protectores:

Desarrollo vertiginoso en esta última década debido a:

± Tendencia a mejorar las eficiencias de sistemasmecánicos aumento solicitaciones mecánicas-térmicas desarrollo de nuevas aleacionesmetálicas y no metálicas

± Necesidad de aumentar vida útil de partes y piezas

generar economia ± Tendencia de efectuar recubrimiento a pieza antes de

entrar en servicio recubrir nuevamente despues dedesgaste



Tecnologia de Rociado TermicoFundamentos� Sistema genérico compuesto de:

± Material a depositar: bobinas de alambre,micropolvos metálicos, carburos, cerámicas yplásticos

± Unidad de proyección: procesa fuente de energía,incorpora material a depositar

± Fuente de energía: puede ser gases (oxígeno yacetileno), energía eléctrica para producir arcoplasma o cortocircuito



Clasificación de los Procesos� Se clasifican en función del tipo de adherencia con

metal base:

± Metalizado: adherencia mecánica, sin difusiónatómica entre aleación y metal base

± Fusión: adherencia metalúrgica entre aporte ymetal base



Proceso de Metalizado� Historia

± 1920 se desarrolla una pistola portátil de

metalizado ± Entre 1930 y 1950 se logra notable avance en

desarrollo

± 1950 en adelante los procesos de metalizado se

aceptan ampliamente en campo industrial ± Hoy; gran aceptación en industria, debido aprogreso en producción de polvos regulando yuniformando calidad de aleaciones



Proceso de Metalizado� Características

± Aplicable en cualquier tipo de metal o aleaciónmetálica a excepción de Cu puro

± Temperatura metal base no excede 250° C ± Depósitos de porosidad controlada, entre 1 a 6% ± Buena resistencia al desgaste friccional, abrasivo

y erosivo

± En general, depósitos no admiten acción de cargapuntual

± Rango de durezas entre 70 Rb y 60 Rc



Proceso de Metalizado� Esquema Proceso

Metal Base

Distancia L

Depósito

Micropolvo

Unidad deProyección

O2 y C2H2



Proceso de Metalizado� Mecanismo de adherencia (1 de 3) ± T° de llama aprox. 3100°C ± Micropolvo se inyecta a 20°C transferencia de

calor a partícula se calienta y plastifica ± Aumenta E térmica y aceleración de partícula aumenta E cinética

± Partículas impactan sobre superficie de piezadeformación se entraban mecánicamente

± Adherencia se atribuye a entrabamiento mecánicoy difusión localizada

± Grado de adherencia E térmica y velocidad departícula (dep. de cada sistema)



Proceso de Metalizado� Mecanismo de adherencia (3 de 3)

± Aumenta E térmica aumenta E cinética aumenta calidad deldepósito

± Ejemplo:� Sistema 1 E térmica = 25 000 BTU/h

Velocidad partícula = 70 m/s

Depósito = aleaciones medio pto. Fusión, altaporosidad, partículas no plastificadas,

etc.

� Sistema 2 E térmica = 80 Kw

Velocidad partícula = 600 m/s

Depósito = denso uniforme, doble resistenciaque Sist. 2, aleaciones tipo refractario,etc



Proceso de Metalizado� Variables incidentes en transferencia de calor llama-

partícula (1 de 2)

± Dados e (energía térmica), V (velocidad) y L (distanciaa la pieza), la eficiencia de transferencia de calor llama/partícula depende de tamaño y forma de ésta

± Sist. de alto poder calorífico y partícula de � nominalmenor que requerido excesiva transferencia de

calor por unidad de superficie

oxidación por alta T° ± partícula de � nominal mayor que requerido noabsorbe suficiente calor no plastifica no fundeno hay entrabamiento mecánico



Proceso de Metalizado� Variables incidentes en transferencia de calor llama-

partícula (2 de 2)

± Forma de partícula

� Distribución uniforme de partículas esféricasabsorbe calor en trayectoria de manera uniforme

� Partículas de forma angular absorben calor desdesu sección más débil (puntas) oxidación por altaT° de aristas

Corolario: Tamaño y forma de partículas se puedencontrolar con proceso de fabricación parámetros másimportantes que determinan la calidad de una aleaciónmicropulverizada



Proceso de Metalizado� Mecanizado de Recubrimientos

± Recubrimientos efectuados con Durotec 19910 yProxon 21041 deben terminarse por esmerilado demanera de obtener una superficie pulida

± Características de abrasivos recomendados:

Tipo de abrasivo C o SiC (Carburos desilicio)

Tamaño de grano 30 a 60 (mediano)Estructura 3 a 4 (densa)

Aglomerante V (vitrificado) ± Muelas de carborundum dan excelentes resultados,

parámetros de referenciaVelocidad de piedra 1800 m/mminVelocidad de la pieza 15 m/min

Avance transversal 1 m/min



Sistemas de Metalizado� Sistema ROTOTEC

± Deposito de aleaciones micropulverizadas sobre piezascilíndricas sometidas a desgaste. Fuente térmica llamaoxiacetilénica

± Equipamiento básico� Cilindros y reguladores estándar de O2 y Acetileno� Pistola para metalizado� Aleaciones micropulverizadas de base y recubrimiento

final

� Herramienta calzada de carburo de tungsteno� Lápices térmicos de 100 y 250°C

± Presiones de trabajo: 0.5 kg/cm2 (7 psi) Acetileno y 1.0kg/cm2 (14 psi) O2



Sistemas de Metalizado� Sistema ROTOTEC

± Debe emplearse una aleación de liga entre el material basey el micropolvo de revestimiento

± Aplicaciones:� Reconstrucción de superficies cilíndricas desgastadas

por fricción� Abrasión o erosión de ejes de bombas� Muñones de ejes de levas� Descansos� Ejes de ventilador � Pistones hidráulicos� Áreas de sellado� Áreas de empaque� Ajustes de precisión� etc



Sistemas de Metalizado

� Sistema ROTOTEC I-A

± Emplea equipamiento similar al anterior

± Pistola permite obtener un mayor aporte de energía calóricaposibilitando el uso de las aleaciones Proxon, sin necesidadde emplear aleación base de liga

± Presiones de trabajo: 0.6 kg/cm2 (8 psi) Acetileno y 1.4kg/cm2 (20 psi) O2



Sistema ROTOTEC I-AAplicaciones Típicas

Industria: Papel, Pulpa

Pieza: Rotor de bomba

Producto: ProXon 19132

Incremento vida útil 200%

Industria: Textil

Pieza: Cigueñal



Industria: Utilitaria

Pieza: Camisa de rodillo



Industria: Taller

Pieza: Eje



Industria: Impresión

Pieza: Rodillo impresiónProducto: ProXon 19132


Industria: Química

Pieza: sello de bombaProducto: ProXon 19132







� Sistema TERODYN 2000/2000

± Depósito de aleaciones micropulverizadas sobre superficiesplanas y cilíndricas

± Alto poder calorífico (sobre 75 000 BTU/h) dimensionamiento

exacto del tipo de llama en función de la aleación a proyectar ± Control exacto de la alimentación del polvo durante la

proyección

± Posibilidad de proyectar 3 tipos diferentes de aleación:

� Aleaciones metálicas de rociado sin capa base: PROXON

21XXX� Aleaciones cerámicas: METACERAM 25XXX

� Aleaciones autofundentes: ROTOFUSE




� Sistema TERODYN 2000/2000

± Equipo

� Gases: fuente oxiacetilénica

� Reguladores: de dos etapas para minimizar caída depresión

� Medidor de flujo de gases: regulación de flujo en funciónde la aleación

� Regulador filtro de aire: proporcionar aire comprimido

seco y limpio� Unidad de proyección



Sistemas de Metalizado� Sistema TERODYN 2000/2000

± Unidad de proyección� Válvulas de control de flujo de Ac y O2

� Válvula micrométrica de control de alimentación� Boquillas

� Porta módulos� Rotojets

± Aumenta velocidad de partícula ± Controlar configuración de rociado ± Eliminar humos generados

± Evitar sobrecalentamiento de la pieza� Extensión



Sistemas de Metalizado� Sistema TERODYN 2000/2000

± Consideraciones de Uso

� Revisar manifold de gases y lectura de medidor de flujo

� Revisar perforaciones de las boquillas asegurándose

que estén cilíndricas� Evitar la entrada de acetona al soplete proveniente delcilindro de acetileno

� No utilizar chisperos de copa, para evitar la acumulaciónde mezcla de gases

� No apagar el soplete antes de cortar el suministro depolvos



Defectos en los depósitos de

metalizado� Incidencia de parámetros

± E calórica: relacionada con el diseño de la pistola, puede ser afectada por:

� Presiones inadecuadas de gases de combustión� Flujos inadecuados

� < E calórica pobre plastificación y entrabamiento departículas

� > E calórica sobrecalentamiento de la partícula,oxidación



Defectos en los depósitos de

metalizado� Incidencia de parámetros

± Velocidad de proyección: baja impide entrabamientopobre adherencia

± Distancia o tiempo:� corto imposibilita plastificación depósito poroso

pobre adherencia.

� Largo excesiva transferencia de calor oxidación



Practicas Seguras en Procesos de

Rociado Térmico� Luminosidad: Utilizar lentes oscuros adecuados para proteger al

operador. Grado de opacidad 5 a 8 de acuerdo AWS� Humos: Proveer ventilación adecuada mediante. Evitar humos

de plomo y aleaciones de plomo y cadmio ± Límites permisibles de concentración de diversos elementospara una exposición de 8 horas diarias:

� Plomo 0.15 mg/m3 de aire� Cadmio 0.10 mg/m3 de aire� Cromo 0.10 mg/m3 de aire� Manganeso 6.0 mg/m3 de aire (oxido de cromo)� Nitrógeno 25 ppm medido como oxido nitroso� Ozono 1 ppm medido como O3



Prácticas Seguras en Procesos de

Rociado Térmico� Elementos en suspensión: generación de elementos en

suspensión en rociado térmico esta por debajo de los niveles

máximos permisibles bastará con emplear un sistema deventilación abierta o forzada

� Utilizar casetas de ventilación



Procesos de Fusión� Características

± Temperatura de aplicación superficial de 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 Rb a 65 Rc



Procesos de Fusión� Procesos de 2 Etapas

± Consiste en efectuar un rociado con partículas dedeterminada granulometría sobre la superficie de la pieza yluego fundir las partículas

± Se aplican capas delgadas de no mas de 0.2 mm deespesor, repitiendo la operación hasta alcanzar el espesor final deseado

± Aplicaciones

� Ejes de geometría no esbelta con diámetro menor que100 mm y una razón largo/diámetro inferior a 20

� Partes y piezas de tamaño tal que sea factible producir fusión superficial sin calentamiento prolongado



Procesos de Fusión� Proceso de una Etapa

± Utiliza micropolvos de partículas mucho más pequeñas paraproducir simultáneamente la proyección y fusión

± Metal base debe ser calentado en la zona a recubrir ± Desplazar el soplete en toda la zona a recubrir a objeto de

no elevar puntualmente la temperatura del depósito y metalbase a aquellos rangos de agotamiento del boro y el silicio



Sistema Eutalloy



Procesos de Fusión

� Sistema Eutalloy

± Diseñado para efectuar rellenos y recubrimientosprotectores utilizando aleaciones micropulverizadasautofundentes de una etapa (proyección y fusión

simultánea) ± Control de material aportado permite realizar depósitos de

alta densidad, muy finos, minimizando el mecanizadoposterior



Procesos de Fusión

� Sistema Eutalloy

± Equipamiento básico

� Equipo estándar de acetileno

� Soplete especialmente diseñado compuesto por mango,cámara de gases, venturi de aspiración de aleación,portaboquilla y boquilla intercambiable

� Aleaciones micropulverizadas de distintas característicaspara diversas aplicaciones



Procesos de Fusión� Sistema Eutalloy

± Aplicaciones

� Reconstrucción y protección de infinidad de piezas y

partes de tamaño reducido como dientes de engranaje,chaveteros, camiones de ejes de leva, válvulas , guíasde cadenas, matrices, cuchillas, tornillos sin fin, etc.




± Procedimiento de Aplicación

� Preparación de la superficie

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

� Regulación de equipo ± Utilizar llama neutra (T aprox. 3200°C)

± Regulación de presiones

O2 Acetileno

Boquilla N° 53 1.5 kg/cm2 (18-20 psi) 0.2 kg/cm2(4-5 psi)






± Procedimiento de Aplicación� Precalentamiento

± Realizar un precalentamiento a toda la pieza a 120° Caprox.

� Rociado y Fusión

± Luego del precalentamiento, efectuar un rociado sobretoda la superficie, manteniendo el soplete a 20 mmaprox.

± 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




± Procedimiento de Aplicación

� Enfriamiento

± Si es posible enfriar depósito lentamente para aliviar tensiones

� Terminación o mecanizado

± Mecanizar con herramienta de corte de carburo detungsteno tipo ISO K10

� Consideraciones generales

± Cuidar distancia de proyección ± Evitar flujo incorrecto de gases

± No exceder espesor indicado y asegurar que toda lapieza tenga la temp. necesaria para evitar sobrecalentamiento

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