Pirmetros de Radiacin

ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE MECNICAESCUELA DE INGENIERA DE MANTENIMIENTOReparacin de Elementos IndustrialesTCNICAS DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALESJos FloresRomel CrdenasJos AlvarezFernando SilvaAnderson RoseroIngenieria de MantenimientoEsta tcnica de proyeccin puede ser empleada con una amplia variedad de materiales, incluidos los cermicos, y con un elevado rendimiento. Su empleo disminuye el riesgo de degradacin del revestimiento y del substrato, en comparacin con otros procesos a altas temperaturas.PROYECCIN POR PLASMA O PLASMA SPRAY

Ingenieria de MantenimientoCAN DE DETONACINEl polvo entra en la cmara de combustin (1). Dentro de la cmara se forma una mezcla explosiva de acetileno, oxgeno y nitrgeno. La detonacin se produce al saltar una chispa dentro de la cmara de combustin por la buja (5). El polvo junto con la mezcla explosiva es lanzado a gran velocidad (1.400 m/s) y temperatura de llama muy fra (2800C), por el tubo del can al exterior, sobre la pieza que se mantiene a baja temperatura.

VENTAJAS

La alta velocidad de las partculas resulta una elevada fuerza de unin y un revestimiento de alta densidad.La fuente de calor debida a los procesos de disociacin e ionizacin es muy eficiente, lo cual produce un efectivo calentamiento de la partcula.La fuente de calor es inerte, minimizando la oxidacin.La elevada temperatura del plasma permite la proyeccin de materiales con altos puntos de fusin.

LIMITACIONESLa consistencia y la uniformidad de composicin del revestimiento en una gran extensin de superficie, puede sufrir variaciones.La proyeccin tiende a producir revestimientos porosos( en altas velocidades)Los depsitos contienen productos de la oxidacin, junto a alguna porosidad debida a la fusin incompleta.Ingenieria de Mantenimiento4APLICACIONES

Proteccin contra diferentes mecanismos de desgaste: abrasin, adhesin, erosin y fretting.Proteccin ante los siguientes tipos de corrosin: oxidacin, corrosin por gases calientes, atmosfrica y corrosin por inmersin.Aislamiento trmico.Reparacin de piezas con desgastes o defectos localizados.Ingenieria de MantenimientoIngenieria de MantenimientoEs un proceso para la creacin de recubrimientos superficiales funcionales. En el cual un material de revestimiento metlico o no metlico finamente dividido es depositado en forma fundida o semi-fundida sobre un substrato (material base) para formar un depsito.TERMO SPRAYEl proceso se describe como la proyeccin de partculas de material fundidas contra un material base. La velocidad de proyeccin de las partculas depende del equipo usado, y es la que permite que se incrusten y se adhieran al substrato, y entre ellas, conformando as un recubrimiento denso, fuertemente adherido al material base y con una dureza generalmente mayor a la del substrato.

Mediante la metalizacin se recuperan piezas vitales de maquinaria industrial, averiadas o desgastadas por el uso, o el medio que lo rodea, superando los estndares originales de la pieza nueva.

Ingenieria de MantenimientoVENTAJAS1) Resistencia al desgaste por:AbrasinErosinFriccinCavitacin

2) Resistencia al desgaste por Corrosin:cidosGases sulfurososSolventesAltas temperaturas

3) Recuperacin DimensionalRecupera dimensiones (dimetro de ejes) originales de elementos mecnicos.El recubrimiento tendr las mismas o mejores caractersticas que el material original.

DESVENTAJAS:Se debe realizar una adecuada preparacin del substrato o superficie a metalizar.2) No resiste esfuerzos cortantes.3) Baja resistencia al impacto. Elevadas cargas puntuales podran desprender el metalizado.4) La resistencia a la traccin o nivel de adherencia est en funcin del proceso de metalizacin empleado, y puede llegar hasta los 10,000 psi (Arc Spray, equipo TAFA).TERMO SPRAYIngenieria de MantenimientoEs un proceso de tratamiento superficial en el cual se funde un polvo metlico en un arco de plasma, soldndose sobre la superficie de la pieza trabajada. El depsito as formado es denso y resistente a la corrosin y el desgaste. Adems, los recubrimientos se aplican con precisin, sobre una amplia gama de materiales de base, con prcticamente cualquier configuracin geomtrica.PLASMA TRANSFERIDOLa dilucin, o sea, el grado de mezcla entre el material de base y el material aportado, puede controlarse con precisin y se lo puede mantener normalmente por debajo del 5%.

El calor del arco de plasma provoca la fusin del material de revestimiento que es aportado a travs de un sistema de alimentacin perfectamente controlado, como tambin la fusin de la superficie de la pieza objeto del revestimiento.

Ingenieria de MantenimientoVENTAJAS

Desde el punto de vista de la homogeneidad del recubrimiento y la adherencia con el material de base, el proceso es similar al MIG, TIG y arco sumergido, pero tiene las siguientes ventajas:

Maquinado:reduce la dependencia de la habilidad del operario, reduce los ndices de rechazo, mayor reproductibilidad.

Depsitos de mejor calidad:debido a que los niveles de dilucin son menores y la zona afectada por el calor es menor, lo que significa menor nivel de oxidacin. Como tambin, y en consecuencia de esto, el material depositado se enfra ms rpido, la microestructura es ms refinada lo que resulta en mejores propiedades mecnicas y de resistencia a la corrosin.

Depsitos ms econmicos:la tasa de depsito es ms elevada (controlable de algunos gramos por minuto hasta 10 kilos por hora) lo que reduce el tiempo de trabajo. Tambin, al ser ms uniforme el depsito requiere menor sobrematerial y consecuentemente menos tiempo de maquinado.Ingenieria de MantenimientoAPLICACIONES- Vlvulas para motores de combustin interna- Tapa de cilindros, - Ejes de bombas, - Vlvulas de control de fluidos (exclusas, globo, etc), bombas, - Tornillos de extrusoras, - Cuchillas de corte, - Anillos de desgaste, - rbol de levas, matrices, - Rodillos de laminacin continua (colada continua)- Sellos mecnicos.Ingenieria de MantenimientoConsiste en el bombardeo, en vaco, de la superficie a tratar, por un haz de iones acelerados que penetran en el material entre 500 y 1000 capas atmicas, modificando su estructura y composicin qumica. IMPLANTACIN INICA

Ingenieria de Mantenimiento- Aplicaciones anti-desgaste y corrosin en rodamientos especiales (turbinas).- Toberas de inyeccin de fuel en quemadores.- Aplicaciones anti-desgaste en herramientas de corte. - Mejoras de coeficiente de friccin en cigeales, pistones.APLICACIONESVENTAJAS- Aumentos de vida til de hasta cinco o diez veces, segn aplicacin. - Se aplica a baja temperatura (por debajo de 150C). - Se puede aplicar sobre otros tratamientos (nitruracin, cromoduro, etc.) - Es medioambientalmente limpia.Ingenieria de Mantenimiento- Es una tcnica de alto vaco, lo que significa altas inversiones en equipos.- Es una tcnica para problemas de temperatura media o baja.- No es adecuada para problemas severos de desgaste o corrosin, ni rotura.- No admite rectificados posteriores a la implantacin.- Poseerelativamente unalto coste de inversindel equipo.- Proceso de alta tecnologa,precisa de una operacin y mantenimiento especializado.- Algunos parmetros del proceso se encuentran an en desarrollo.- Es unprocesoaunno conocidototalmente por la industria.DESVENTAJASLIMITACIONESIngenieria de MantenimientoEl CVD (Chemical Vapor Deposition) es un proceso muy verstil que permite depositar capas de material metlico y no metlico, como por ejemplo el carbono y el silicio, adems de compuestos tales como carburos, nitruros, xidos, inter metlicos y otros, encima de otros sustratosRECUBRIMIENTOS POR CVD

Ingenieria de Mantenimiento- Herramientas que sufren desgaste adhesivo.- Trabajo de materiales muy abrasivos.- Transmisiones en bombas.- Herramientas sometidas a altas cargas (estampacin).APLICACIONESVentajasSe trata de una tcnica bien establecida para producir gran variedad de materiales. El procesado de muestras se puede hacer a temperaturas relativamente bajas.Permite la posibilidad de sintetizar nuevos productos mediante la combinacin de gases en la proporcin adecuada. El espesor de las pelculas depositadas es bastante homogneo. VENTAJASIngenieria de Mantenimiento- Factibilidad de la reaccin para obtener un producto determinado. Aunque la lista de los compuestos sintetizables por reaccin qumica es prcticamente ilimitada, no siempre es posible llevar a cabo la reaccin de CVD por mtodos experimentales. - La utilizacin de plasma o fotones implica mucha energa y, por lo tanto, puede haber algn tipo de dao causado por la radiacin sobre las capas depositadas.LIMITACIONESIngenieria de Mantenimiento

El recargue supone unir un metal sobre otro alcanzando los objetivos:a) Para aportar el material desaparecido por desgaste de una pieza. En este caso puede recargarse con el mismo material original de la pieza. b) Para darle mejores propiedades mecnicas que el material base, cuando se desea aumentar la resistencia a la corrosin, abrasin y dureza.

RECARGUE DE MATERIALESIngenieria de MantenimientoLa tcnica de recargue superficial por lser, consiste en la fusin de material, aportado, generalmente, en forma de polvo, mediante la energa suministrada por un haz lser

RECARGUE SUPERFICIAL POR LASERIngenieria de Mantenimiento

Ausencia de corrosin en la zona tratada. Alta densidad de la capa, ausencia de poros. Procesamiento de prcticamente todas las aleaciones metlicas. Buen acabado superficial. Mnima aportacin de calor sobre el material base. VENTAJAS

Piezas para bombas, impulsores, tambores de equilibrio.Matrices de forja. Matrices y troqueles para conformado de chapa. Piezas para cementeras. Piezas para papeleras. Industria siderrgica. Guas, amarres de sujecin. Cigeales y rboles de levasAPLICACIONESIngenieria de MantenimientoEs un procedimiento que permite unir metales, utilizando el calor producido por la combustin de los gases oxgeno-acetileno u oxgeno- propano.

PROCESO OXIACETILNICOVentajas Mediante esta combinacin, se alcanza alta temperatura de llama. Suelda materiales ferrosos y no ferrosos. Desventajas Es un proceso ms caro que el de oxigeno propano. Produce deformaciones por la gran concentracin de calor, por lo tanto no es recomendable para ciertos trabajos. La soldadura en espesores gruesos resulta antieconmico.Aplicaciones Industria naval frrea. Industria automovilstica.Procesos de reparacin.

Ingenieria de MantenimientoSe utilizan electrodos de diversas calidades. El procedimiento de soldadura por arco consiste en provocar la fusin de los bordes que se desea soldar mediante el calor intenso desarrollado por un arco elctrico.

SOLDADURA ELCTRICAPropsitos generales de fabricacin y mantenimiento.Tuberas.Superficies galvanizadas o no muy limpias.Soldadura de lminas delgadas en juntas de borde, esquina y a tope.

Ventajas Fuente de poder sencilla y econmica. Se puede emplear en cualquier posicin. Es aplicable en la mayora de los metales y aleaciones de uso industrial.Desventajas Es un proceso manual.

AplicacionesIngenieria de Mantenimiento

En la soldadura con arco en atmsfera de argn (TIG) se utilizan varillas, igual que para el proceso oxiacetilnico. El proceso TIG (Tungsten Inert Gas), tambin denominado GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), es un mtodo de soldadura por fusin en el cual se utiliza un electrodo de tungsteno no consumible.

PROCESO TIG

Reparacin de los elementos fabricados en aceros de muy alto lmite elstico o aceros al boro, dado que en esta clase de aceros la soldadura por puntos de resistencia est limitada.Calado en sustitucin de la soldadura por puntos de resistencia en aquellas zonas sin acceso.En el caso de la carrocera de aluminio, tambin sera de aplicacin la soldadura de bordes.

VentajasNo produce escoria.Excelente visibilidad del arco.No hay salpicaduras.Muy baja emisin de humos.Muy buen acabado y presentacin.Desventajas Mayor destreza del operario.La proteccin gaseosa puede ser removida por corrientes de aire.

AplicacionesIngenieria de MantenimientoUtiliza un electrodo metlico continuo y desnudo. El arco se produce entre el alambre y la pieza bajo una capa de fundente granulado que se va depositando delante del arco.

ARCO SUMERGIDO

Aceros al carbono (estructural y la construccin de barcos).Aceros de baja aleacin.Aplicaciones de superficie (frente al desgaste, la acumulacin, superposicin y resistente a la corrosin de los aceros)

VentajasAlta deposicin del metalCordones de Buen acabadoEscoria de Fcil remocinAplicable a un amplio rango de espesoresDesventajasCosto es elevadoAparicin de poros sobre la superficie La dilucin con el material base es muy fuerte.

AplicacionesIngenieria de MantenimientoGRACIASVIDEOPROCESOS AVANZADOS