Tensão de adesão de revestimentos cerâmicos obtidos por projeção robótica à chama

Resumo

Introdução: Uma das possíveis aplicações de barreiras térmicas cerâmicas é no revestimento de moldes permanentes para fundição. A capacidade do molde suportar temperaturas muito elevadas (até 1600 °C), devido ao estado líquido do ferro fundido, desempenha um papel crucial na seleção de materiais.

Objetivos: Este artigo apresenta e discute os resultados obtidos a partir de testes de projeção robótica à chama, com o objetivo de quantificar a influência de vários fatores da projeção à chama na tensão de adesão de revestimentos de Níquel-Alumínio-Molibdênio e Óxido de Zircónia. Na literatura não foi encontrada uma tensão mínima de adesão requerida para a aplicação de barreiras térmicas cerâmicas no revestimento de moldes permanentes para fundição, assim, no trabalho apresentado neste artigo, pretende-se obter seus valores considerando várias combinações de parâmetros de projeção e substratos.

Método: A determinação da tensão de adesão foi realizada de acordo com a norma ASTM C633-79 em que os provetes revestidos foram colados a contra-provetes de aço CK45 grenalhados, com uma cola à base de cianoacrilatos (LOCTITE 415). De seguida aplicou-se um peso de 100 N durante 3 minutos para a força de compressão promover o início da reação de polimerização dos cianoacrilatos e aguardou-se 24 horas para que a junta colada tivesse tempo de adquirir a resistência máxima (o suficiente para arrancar o revestimento do provete). Realizaram-se depois ensaios de tração à velocidade de 1 mm/min.

Resultados: Os principais parâmetros estudados foram o material do substrato, o ângulo de projeção e a temperatura de pré-aquecimento do substrato. A maior força de adesão para a projeção a 90° (média de 6,2 MPa) foi obtida com os provetes de ferro fundido com grafite esferoidal (SGCI) com uma temperatura de pré-aquecimento de 120 ° C. Para o pré-aquecimento de 90 °C e ângulo de projeção de 90°, foram os provetes de duralumínio (AlCu) e de latão que obtiveram as maiores forças de adesão (média de 4,5 MPa). A projeção a 65 ° origina a maior tensão de adesão em todos os materiais utilizados para o substrato, sendo o maior valor (média de 8,3 MPa) obtido pelo ferro fundido de grafite esferoidal.

Conclusões: Os resultados obtidos sugerem claramente que o material do substrato e a temperatura de pré-aquecimento influenciam fortemente a tensão de adesão. A análise das microestruturas dos revestimentos, utilizando microscopia ótica, comprova esta observação.