Resumen

Los moldes usados en la manufactura de vidrio están sujetos a continuos ciclos de calentamiento y enfriamiento, lo que resulta en fallas prematuras por fatiga térmica. Con la idea de proteger estos moldes, una aleación de níquel (Eutectic Castolin CPM1205™) fue depositada por proyección térmica de llama bajo condiciones de combustión neutras como capa base sobre sustratos de hierro gris. Posteriormente, con la misma técnica de proyección, y bajo condiciones oxidantes y superoxidantes, fueron aplicados como recubrimientos superiores polvos de: Al₂O₃-40 wt. % TiO₂, ZrO₂-36 wt. % Al₂O₃ y Al₂O₃, así como el cermet: Ni-WC, esto con el fin de evaluar la influencia del tipo de llama y el tipo de recubrimiento sobre la resistencia al choque térmico. Los resultados indican que los recubrimientos de Ni-WC manufacturados desde polvos de Eutectic Castolin 10112™ en condiciones oxidantes, así como recubrimientos de ZrO₂-Al₂O₃ fabricados desde polvos nanoaglomerados de Eutectic Castolin 25088™ en condiciones superoxidantes, mostraron los mejores desempeños. La naturaleza del Ni-WC permitió incrementar la resistencia al choque térmico debido al comportamiento termoelástico de la matriz de níquel, así como a la capacidad de contrarrestar las grietas característica de los materiales compuestos. Por su lado, para los recubrimientos de ZrO₂-Al₂O₃, la microestructura bimodal que esta clase de materiales muestra fue la que contribuyó a incrementar la resistencia al choque térmico. Por último, es de notar que los mejores desempeños para ambos tipos de recubrimientos fueron obtenidos en niveles de porosidad entre 20% y 40%.

INTRODUCCIÓN

Los moldes utilizados en la producción de vidrio se fabrican con hierro grafitado compactado, que ofrece mayor resistencia a la fatiga térmica y al desgaste por abrasión que los que tienen escamas y nódulos de grafito [1]. Estos moldes están sometidos a constantes ciclos de calentamiento y enfriamiento, generando grietas por fatiga térmica [1-2]. Estudios realizados anteriormente por otros investigadores indicaron que la resistencia a la fatiga térmica de las lingoteras de arrabio aumenta cuando se deposita en su superficie una capa de adherencia y una capa superior de cerámica mediante procesos de pulverización térmica. Se han depositado NiAl, NiCr y NiCrAl como capa de unión, soportando más de 5000 ciclos de choques térmicos desde 1100 °C hasta el enfriamiento a temperatura ambiente con un chorro de aire, mientras que se han pulverizado ZrO₂-8 wt. % Y₂O₃, ZrO₂-24 wt. % MgO, y Al₂O₃ como capas superiores cerámicas mediante procesos de pulverización por plasma y llama, que soportaron entre 5 y 600 ciclos dependiendo de los parámetros de pulverización y la composición química de los recubrimientos evaluados [2].

Por otro lado, se estudió la resistencia al choque térmico de sustratos de acero inoxidable SUS 304 recubiertos por proceso de pulverización de plasma utilizando NiCoCrAlY como capa de adherencia, y mezclas de Al₂O₃, ZrO₂ estabilizadas con 8 % en peso de Y₂O₃, y con partículas de SiC de tamaño submicrométrico/nanométrico, como capas superiores [3].

• Materias:Productos químicos agrícolas Moldeo (Tecnología química) Medio ambiente natural
• Subjects:Agricultural chemicals Molding (Chemical technology) Natural environment
• Palabras claves:Proyección térmica de llama, capa base de Ni, capa superior cerámica, cermet, resistencia al choque térmico.
• Keywords:Flame thermal spaying, nickel alloy bond coat, cermet top coating, ceramic top coating, thermal shock resistance.