Influencia de los parámetros de rociado sobre las propiedades mecánicas de un recubrimiento depositado por rociado térmico de baja velocidad

Abstract

Con el presente Trabajo Especial de Grado se determinó la influencia de la distancia de rociado, relación oxígeno-combustible, gas protector y presión de alimentación de los polvos sobre la resistencia al desgaste deslizante con y sin lubricación de un recubrimiento de alto contenido de carbono depositado por un proceso de llama (LVOF), se determinó la influencia de los parámetros antes mencionados sobre la dureza y microdureza del recubrimiento y los parámetros óptimos del proceso, mediante un diseño factorial experimental. Los ensayos de desgaste, se realizaron en una máquina FALEX No 1, para ensayos de desgaste deslizante bloque-anillo (Block on Ring) según la norma ASTM D2714-68, con y sin lubricación. Los ensayos se realizaron bajo condiciones constantes de carga de 1066.67 N, velocidad de tangencial de deslizamiento de 0,1 m/s y distancia deslizante de 549,78 m. El desgaste observado en los bloques para todas las condiciones fue del tipo adhesivo. Los valores de la tasa de desgaste sin lubricación estuvieron entre 0,0209 mm3/m y 0,0479 mm3/m., mientras que con lubricación estuvieron entre 0,00005 mm3/m y 0,00086 mm3/m, dando como resultado que el valor más bajo de tasa de desgaste con y sin lubricación fue obtenido por el recubrimiento cuyos parámetros de rociado son: Distancia de Rociado 240 mm, Relación Oxígeno Combustible 30,6, Presión de Alimentación 20 psi y Gas Protector 14,4 psi (condición 10). Condición que mostró la mejor resistencia al desgaste, esto debido quizás a las gotas poco fundidas de pequeño tamaño distribuidas en el recubrimiento y la poca presencia de óxidos. Los coeficiente de fricción obtenidos estuvieron entre 0,6 y 0,661 sin lubricación y de 0,125 y 0,133 con lubricación. Se observó que el régimen de lubricación es límite, puesto que los valores de coeficiente fricción están dentro del rango que va de 0,058 a 0,15. Los rangos de la microdureza para el bloque estuvieron entre 379,0 HVN y 597,9 HVN y de la macrodureza para el bloque estuvieron entre 364,8 HVN y 438,0 HVN. Para la condición 10 que presentó la mejor resistencia al desgaste, la macrodureza y microdureza fue de 378,0 y 395,6 HVN respectivamente, observándose que no fueron las más altas pero si dentro del rango observado en este estudio. En el análisis de las micrografías podemos observar para todas las condiciones, la presencia de cuatro fases: Fase Clara (Molibdeno), Fase Oscura (Aluminio), Fase Gris Clara (Hierro) y Gris Oscura (Hierro) y que el factor fundamental es la cantidad y tamaño de las gotas sin fundir que se encuentran en las diferentes condiciones. Según el análisis de varianza (ANOVA), se verificó que ninguno de los parámetros seleccionados tienen influencia estadística significativa sobre el desgaste y dureza, por lo que no se pueden realizar superficies de respuesta para hallar rangos óptimos de trabajo para los parámetros de rociado; ni se puede indicar cómo influyen estos parámetros sobre la micro estructura, el desgaste o la dureza.