Abstract

El presente trabajo reporta la optimización de los parámetros de procesamiento de un recubrimiento base Ni. El efecto de tres variables de depósito, i.e., distancia de rociado, química de la flama y diámetro de la boquilla, fue evaluado sobre la estructura cristalina, porcentaje de porosidad, dureza y espesor del recubrimiento. El análisis se realizó en dos etapas, la primera consistió en determinar la influencia de la distancia de rociado sobre las características estructurales y microestructurales de los recubrimientos. En la segunda etapa se empleó un diseño de experimentos factorial 22 para evaluar el efecto del diámetro de la boquilla y la química de la flama sobre la porosidad, dureza y espesor del recubrimiento. Los resultados indicaron que la distancia de rociado afecta fuertemente la porosidad. A una distancia intermedia las partículas impactadas alcanzan un aplanamiento adecuado disminuyendo la porosidad, mientras que ésta última aumenta a distancias cortas y largas como resultado de la extensa o limitada deformación de las partículas al momento del impacto, respectivamente. De acuerdo a los resultados obtenidos del análisis del diámetro de la boquilla y la química de la flama, se observó que el primero tiene un efecto predominante en la microestructura y dureza de los recubrimien­tos. El uso de un diámetro pequeño de boquilla y una flama neutra reduce la porosidad e incrementa la dureza de los recubrimientos. Mediante la optimización de los parámetros se lograron obtener recubrimientos NiCrBSiMo con bajo contenido de porosidad y alto grado de dureza usando un proceso de rociado térmico de bajo costo.

Highlights

  • Optimization of processing parameters of a Ni-based coating is reported here

  • Samples deposited at short stand-off distances (100 and 150 mm, Fig. 3a and b, respectively) exhibited high porosity (Fig. 4) and significant unmolten and semi-molten particles, whereas a more homogeneous and dense microstructure with few unmolten particles are distinguished for the coating sprayed at a distance of 200 mm (Fig. 3c)

  • According to the above mentioned; it can be stated that coatings with low porosity content and a more homogeneous microstructure were obtained using medium stand-off distances

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Summary

Introduction

Optimization of processing parameters of a Ni-based coating is reported here. Three deposition variables were evaluated, viz. stand-off distance, flame chemistry, and nozzle diameter, on the crystal structure, porosity content, hardness and thickness of the coatings. Cr increases the hardness, corrosion and oxidation resistance (Otsubo et al, 2000; Miguel et al, 2003), additions of B and Si decrease the melting temperature and improve the self-fluxing capabilities of the alloys and supports the formation of hard phases such as borides resulting in high hardness and wear resistance (Grigorescu et al, 1995; Otsubo et al, 2000; Navas et al, 2006) These Ni-based alloys are employed as surface protective coatings to improve material performance and to extend the lifetime of industrial components and parts. The aim of the present investigation is to analyze the effect of three process variables namely: standoff distance, flame chemistry, and nozzle diameter, on the porosity content, hardness, and thickness of as-sprayed coatings, and to determine the processing conditions that allow the deposition of coatings with minimal microstructural defects using a more economical technique. A simple 22 factorial design is employed and the effect of both: nozzle diameter and flame chemistry, on the crystal structure, porosity content, hardness and thickness of the coatings is presented and discussed

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Results
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