Punto clave 1 de la tecnología de pulverización térmica: material de pulverización

Para aprender la técnica de pulverización térmica, es necesario dominar conocimientos muy amplios. No basta con conocer únicamente los materiales; para lograr un buen recubrimiento, además de comprender los materiales, se requiere también conocer las condiciones de uso del producto, el equipo utilizado y el proceso de pulverización.

Hoy hablaremos primero sobre los materiales de pulverización que utilizamos comúnmente.

Aunque los materiales de pulverización también se fabrican mediante tecnología de metalurgia de polvos, las propiedades del recubrimiento obtenido por pulverización difieren considerablemente de las propiedades puramente material. Aquí contaré una pequeña historia.

Una vez, un cliente me pidió que midiera la dureza de un recubrimiento de carburo de tungsteno con un durometer Rockwell, exigiendo un valor superior a 70, y que todo el proceso fuera grabado en video para su verificación. En ese momento me sentí muy confundido; aunque mi jefe, al no saber mucho sobre técnicas, ya había aceptado la solicitud, y yo debía cumplir con ella sin importar nada. Le dije que medir el recubrimiento con un durometer Rockwell nunca alcanzaría los 70 puntos, porque el método era incorrecto y el resultado sería inevitablemente erróneo. El cliente preguntó por qué. Respondí que el recubrimiento es demasiado delgado y no es adecuado para el durometer Rockwell. Entonces el cliente propuso aumentar el espesor del recubrimiento a 1 mm para medir la dureza. Dije que ni siquiera 1 mm sería suficiente. Luego, tras insistir el cliente, terminé aplicando el recubrimiento hasta 2 mm. Al mostrarle la medición, aún así no logré superar los 70 puntos HRC.

En mi opinión, hay varios problemas evidentes en los requisitos del cliente:  

1. Sobre la dureza del carburo de tungsteno. Todos sabemos que el acero de tungsteno es muy duro, con una dureza superior a HRC80. Por eso, el cliente cree que un recubrimiento de carburo de tungsteno debería alcanzar fácilmente HRC70 o más. Esto se debe a una confusión entre el recubrimiento y el material base. En realidad, la dureza del grano del carburo de tungsteno es aún mayor, pudiendo superar HV2000, pero esto no significa que al combinar ambos puedan alcanzar dicha dureza. La estructura del recubrimiento es completamente diferente a la de la aleación. Sin embargo, alcanzar HRC70 o más es posible.  

2. Error en el método de medición. El método más preciso para medir el recubrimiento es utilizar un microdurometer, no un durometer Rockwell. Pueden consultar las normas nacionales correspondientes; también se puede medir la dureza superficial del producto con un durometer ultrasónico, aunque ninguno es tan preciso como el microdurometer. Por lo tanto, el método elegido por el cliente es incorrecto, y el resultado será inevitablemente erróneo.  

3. Espesor del recubrimiento. Normalmente recomendamos que el espesor del recubrimiento no supere los 0,3 mm. Si excede este valor, existe riesgo de grietas, ya que se deben a la liberación de tensiones internas en el recubrimiento. No significa que no se pueda aplicar un recubrimiento muy grueso. En mis experimentos, he observado recubrimientos de carburo de tungsteno de hasta 32 mm de espesor sin fisuras ni desprendimientos, y todo tiene una razón. No se debe descartar algo basándose en conocimientos superficiales sin haberlo verificado.

Lo que quiero decir es que la elección del recubrimiento no debe basarse únicamente en el conocimiento del material, sino en la comprensión del propio recubrimiento. Este tipo de recubrimiento tiene una estructura típicamente porosa y estratificada; dentro del recubrimiento se acumulan partículas de polvo, unidas mediante tensiones de compresión generadas durante el proceso de pulverización y la fusión del propio material del recubrimiento. Esta fuerza difiere de las fuerzas moleculares o atómicas, siendo una unión física.

Los materiales de recubrimiento que utilizamos comúnmente son carburos, óxidos, aleaciones basadas en níquel y cobalto. La mayoría de estos materiales poseen propiedades de resistencia al desgaste. Según las condiciones de uso específicas, seleccionamos el material más adecuado. Entre ellos, las aleaciones de níquel y cobalto son las que más suelen pasar desapercibidas. En muchos productos que he trabajado, nunca opto por el carburo de tungsteno para los clientes, ya que es un material más costoso y, en comparación con las aleaciones, su rendimiento es más limitado, centrándose principalmente en la resistencia al desgaste. Sin embargo, muchos productos no solo sufren desgaste, sino también exposición a altas temperaturas, corrosión y oxidación.

Aquí he preparado una tabla sencilla:

Hay muchos otros materiales que no podemos enumerar uno por uno; para más detalles, puede consultar con Zhuzhou Qianfan por teléfono.