Tensión de adhesión de revestimientos cerámicos obtenidos por proyección robótica a llama

Resumen

Introducción: Una de las posibles aplicaciones de barreras térmicas cerámicas es en el revestimiento de moldes permanentes para fundición. La capacidad del molde para soportar temperaturas muy altas (hasta 1600 °C), debido al estado líquido del hierro fundido, desempeña un papel crucial en la selección de materiales.<

Objetivos: Este artículo presenta y discute los resultados obtenidos a partir de pruebas de proyección robótica a la llama, con el objetivo de cuantificar la influencia de varios factores de la proyección a la llama en la resistencia a la adhesión de revestimientos de Niquel-Aluminio-Molibdeno y Óxido de Zirconia. En la literatura no se encontró una tensión mínima de adhesión requerida para la aplicación de barreras térmicas cerámicas en el revestimiento de moldes permanentes para fundición, así en el trabajo presentado en este artículo, se pretende obtener sus valores considerando varias combinaciones de parámetros de proyección y sustratos.

Métodos: La determinación de la tensión de adhesión se realizó de acuerdo con la norma ASTM C633-79 en la que se probaron las probetas revestidas a contra-probetas de acero CK45 gralladas, con un pegamento a base de cianoacrilatos (LOCTITE 415). A continuación se aplicó un peso de 100 N durante 3 minutos para la fuerza de compresión promover el inicio de la reacción de polimerización de los cianoacrilatos y se aguardó 24 horas, para que la junta adhesiva tuviera tiempo de adquirir la resistencia máxima (suficiente para arrancar el revestimiento de la probeta). Se realizaron después los ensayos de tracción a velocidad de 1 mm/min.

Resultados: Los principales parámetros estudiados son el material del sustrato, el ángulo de proyección y la temperatura de precalentamiento del sustrato. La mayor fuerza de adhesión para la proyección a 90° (media de 6,2 MPa) fue obtenida con las probetas de hierro fundido con grafito esferoidal (SGCI) con una temperatura de precalentamiento de 120 °C. Para el precalentamiento de 90 °C y ángulo de proyección de 90°, fueron las probetas de duraluminio (AlCu) y de latón que obtuvieron las mayores fuerzas de adhesión (media de 4,5 MPa). La proyección a 65° origina la mayor tensión de adhesión en todos los materiales utilizados para el sustrato, siendo el mayor valor (media de 8,3 MPa) obtenido por el hierro fundido de grafito esferoidal.

Conclusiones: Los resultados obtenidos sugieren claramente que el material del sustrato y la temperatura de precalentamiento influyen fuertemente en la fuerza de adhesión. El análisis de las microestructuras de los revestimientos, utilizando microscopia óptica, comprueba esta observación.