Thesis Evaluación de ensayos de adhesión para recubrimientos duros fabricados mediante rociado térmico del tipo combustión de oxígeno de alta velocidad (HVOF)
Date
2022
Authors
Krause Riffo, Rudolf
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Abstract
La adhesión es una de las propiedades que influye en el desarrollo de
recubrimientos fabricados por rociado térmico, sin embargo, su cuantificación es
compleja. Actualmente el ensayo de adhesión a la tracción (TAT) es el más
conocido y utilizado en este ámbito, no obstante, presenta gran variabilidad en sus
resultados, es costoso y difícil de realizar, y, en general no representa las
condiciones reales de operación.
El presente trabajo de memoria de titulación consiste en una revisión del estado del
arte que permitió evaluar diferentes ensayos de adhesión con el fin de proponer un
ensayo que reemplace el ensayo TAT, teniendo como referencia recubrimientos
duros fabricados por HVOF, pero extendiéndose hacia recubrimientos metálicos y
cerámicos fabricados en ocasiones bajo rociado por plasma al vacío y por llama.
Se realizó una recopilación y selección exhaustiva de documentos publicados en la
literatura científica asociada al tema en cuestión, sintetizando, sistematizando e
integrando la información con el objetivo de generar una evaluación empírica.
Para evaluar los ensayos se consideró el análisis de la rugosidad del substrato, el
espesor del recubrimiento, y los esfuerzos residuales presentes en un depósito de
este tipo y sus efectos en la adhesión de recubrimientos. Respecto a los ensayos,
además del TAT se analizan los ensayos de indentación interfacial y el ensayo de
corte.
La rugosidad interfacial resultó en general no ser determinante en la adhesión y se
observó que es recomendable una rugosidad entre 2 y 6 µm para los tres ensayos.
Diferentes autores revelaron que durante el ensayo TAT ocurrió penetración del
adhesivo en el recubrimiento para espesores menores a 180 µm y, además,
recomiendan que para fabricar recubrimientos menores a 300 µm los niveles de
porosidad deberían ser menores a 3-4%. Por otra parte, el ensayo de corte si bien
se recomienda para espesores mayores a 150 µm, el análisis realizado sugiere un
comportamiento más adecuado para espesores mayores (480 µm), mientras que el
ensayo de indentación se recomienda en espesores tres veces mayores a la mitad
de la diagonal del indentador al menos en recubrimientos cermet o en general
mayores a 150 µm.
Se observó que los esfuerzos residuales son más influyentes en la adhesión
respecto a la rugosidad del substrato y el espesor del recubrimiento y, que en
general, una diferencia de esfuerzos residuales menores en la interfaz, favorece la
adhesión.
Por otra parte, el ensayo de indentación interfacial mostró ser una opción viable
para medir adhesión de recubrimientos cermet depositados por HVOF. Se observó,
además, que estos poseen elevada adhesión lo cual se asocia al factor por
incrustamiento de las partículas semisólidas de WC sobre el substrato y a la
compresión y densificación de la microestructura circundante producida por el
impacto.
Finalmente, con los datos recolectados se encontró que bajo ciertas condiciones
existen correlaciones entre los ensayos estudiados, sin embargo, en general no son
óptimas debido a la dispersión de los datos.
Description
Keywords
ROCIADO TERMICO , HVOF , ENSAYOS DE ADHESION
