El uso de la tecnología de pulverización térmica para preparar revestimientos cermet a base de WC/Co-es actualmente un punto de investigación en el campo de la ingeniería y las superficies de materiales. Al emplear tecnología de pulverización térmica para producir recubrimientos de carburo de tungsteno/cermet de cobalto, se puede seleccionar una amplia gama de materiales de recubrimiento y sustrato, el espesor del recubrimiento se puede variar en un amplio rango, la eficiencia de deposición es alta y los recubrimientos resultantes exhiben una excelente resistencia al desgaste.
Las propiedades y características estructurales de los recubrimientos preparados mediante tecnología de pulverización térmica están determinadas en gran medida por la morfología del polvo de materia prima, el flujo de energía aplicado a la materia prima y los parámetros del proceso de pulverización. De hecho, la morfología y la distribución del tamaño de partículas de la materia prima en polvo están estrechamente relacionadas con el método de preparación. En los últimos años, los polvos de pulverización térmica a base de WC-se han utilizado para producir recubrimientos densos con alta dureza y alta resistencia al desgaste mediante pulverización de oxi-combustible de alta-velocidad (HVOF), lo que los convierte en los candidatos más prometedores para reemplazar los recubrimientos de cromo duro galvanizado. En particular, los recubrimientos de WC-Co ya se han adoptado como sustitutos de las capas de cromo duro galvanizadas.
Tecnologías de preparación para polvos compuestos de WC-Co
Existen varios métodos para preparar polvos compuestos de WC-Co. Dependiendo del proceso de preparación, los polvos a base de WC-utilizados para la pulverización HVOF pueden presentar morfologías que van desde formas esféricas hasta formas irregulares o en bloques. Actualmente, un enfoque popular es la síntesis directa de polvos compuestos, utilizando las características de fluidización de un medio de lecho fluidizado para reducir y carburizar continuamente compuestos de tungsteno-cobalto químicamente uniformes dentro del lecho, produciendo en última instancia polvos compuestos de WC-Co con un tamaño de partícula fino y una distribución uniforme. Los métodos de preparación de polvos a base de WC/Co-se pueden clasificar en métodos de fase sólida-, métodos de fase gaseosa-, métodos de fase líquida-y combinaciones de los mismos (como los métodos de fase gaseosa-sólida). Las técnicas representativas incluyen el método del plasma, la carburación en fase gaseosa-, la co-precipitación, la aleación mecánica y la síntesis termoquímica (secado por aspersión). Sin embargo, las partículas de polvo compuesto producidas por estos métodos son generalmente de tamaño fino, tienen grandes áreas superficiales específicas y exhiben una fluidez muy baja y una densidad de golpe pobre, lo que puede conducir fácilmente a la obstrucción de la boquilla durante la pulverización. Además, carecen de inercia suficiente para una deposición eficaz sobre la superficie del sustrato. Por lo tanto, estos polvos deben aglomerarse en polvos de tamaño micrométrico que oscilan entre 15 y 100 μm para su uso como materias primas para pulverización térmica. Normalmente, se emplean métodos de procesamiento como sinterización-trituración, aglomeración-sinterización, mezcla, revestimiento y fusión-trituración para aglomerar los polvos y cumplir con los requisitos de tamaño de partículas para la pulverización térmica.
Polvos preparados por elsinterización-método de trituraciónson generalmente de forma irregular con múltiples bordes afilados, poseen superficies relativamente lisas, un alto grado de aleación y microestructuras internas densas. Dentro de la fase aglutinante se distribuyen un gran número de partículas de WC y las partículas individuales de WC presentan una buena unión con el aglutinante.
Elmétodo de trituración por fusión-Implica mezclar diferentes polvos y fundirlos en un horno especializado, seguido de triturar los bloques sinterizados enfriados utilizando varias trituradoras. Los polvos producidos por este método se caracterizan por una morfología densa, en bloques y angular. Son considerablemente más difíciles de triturar que los polvos preparados mediante el método de sinterización-trituración.
Los polvos producidos por elaglomeración-método de sinterizacióntienen una morfología regular. Esta técnica utiliza secado por aspersión para aglomerar polvos de una suspensión auto-suspensiva; Después del secado por aspersión y la sinterización en partículas aglomeradas, los polvos resultantes son casi esféricos, con superficies rugosas y porosas, una distribución estrecha del tamaño de partículas y buena fluidez. Sin embargo, preparar suspensiones para cermets como WC-Co es un desafío debido a la alta densidad del WC-Co y las diferencias en acidez/basicidad entre las partículas constituyentes.
Elmétodo de revestimientoNormalmente emplea fusión mecánica, en la que polvos crudos de diferentes tamaños de partículas se mezclan y calientan completamente. Durante este proceso, el material de menor-punto de fusión-se lleva a un estado plástico (o incluso se funde en algunos casos), mientras que el material de mayor-punto de fusión-permanece sin fundir. Luego, la mezcla mecánica hace que los dos polvos se suelden. Los polvos compuestos producidos mediante este método exhiben una estructura de núcleo-cáscara, con buena resistencia y tenacidad de las partículas.
Elmétodo de mezclaproduce polvos de WC/Co que constan de dos fases, WC y Co, en las que las partículas de WC se mantienen unidas de forma suelta mediante cobalto.
Hay relativamente pocos informes sobre la preparación de polvos de pulverización térmica a base de WC/Co-y menos aún sobre la preparación de polvos de WC-CoCr que contienen elementos de Cr añadidos. Sólo un puñado de empresas en todo el mundo producen estos productos. La adición de una cantidad adecuada de Cr metálico a la fase aglutinante de Co puede mejorar significativamente la resistencia a la corrosión y a la oxidación de los recubrimientos, lo que da como resultado un rendimiento general superior que puede reemplazar el cromo duro galvanizado tóxico. Como resultado, sus campos de aplicación se están expandiendo y están atrayendo cada vez más atención industrial. En la actualidad, la mayor parte de la producción nacional en China se basa en los métodos de sinterización-trituración y aglomeración-sinterización.