Seleccionar un polvo metálico basándose únicamente en su dureza es uno de los errores más comunes en la ingeniería de superficies.
Un recubrimiento de 60 HRC no es automáticamente mejor que uno de 40 HRC. Un polvo que funciona bien en el husillo de una extrusora puede fallar en el asiento de una válvula. Un recubrimiento rico en carburo de tungsteno diseñado para una abrasión severa puede agrietarse bajo impactos repetidos. Del mismo modo, una aleación de níquel resistente a la corrosión puede sobrevivir en un entorno químico agresivo, pero ofrecer una resistencia insuficiente a la abrasión mineral.
Se debe seleccionar el polvo adecuado en función del mecanismo de fallo, el material del sustrato, la temperatura de funcionamiento, el entorno de corrosión, el espesor de recubrimiento requerido y el proceso de deposición.
Para el revestimiento láser, la deposición de energía dirigida (DED), el arco de plasma transferido (PTA), la proyección térmica y la remanufactura industrial, se recomienda la siguiente secuencia de selección:
Esta guía explica cómo realizar esa selección para equipos de petróleo y gas, válvulas, maquinaria para plásticos, moldes de vidrio, maquinaria minera y de construcción, moldes industriales y otros componentes críticos sometidos a desgaste.
1. Empiece por el mecanismo de fallo, no por el nombre del polvo.
Antes de seleccionar un polvo metálico, identifique por qué falla la superficie original.
En las aplicaciones industriales prácticas, los mecanismos de fallo predominantes suelen incluir el desgaste abrasivo, el desgaste adhesivo, la erosión, la corrosión, la oxidación, el desgaste a altas temperaturas, el impacto, la fatiga térmica o combinaciones de varios mecanismos.
Esta distinción determina el sistema de aleación.
| Condición de servicio principal | Familia de polvos generalmente considerada | Razón principal |
|---|---|---|
| Desgaste abrasivo general | Aleación de recubrimiento duro a base de Fe/Ni | Resistencia al desgaste rentable |
| Abrasión mineral severa | Ni-WC / Fe-TiC | Refuerzo de cerámica dura |
| Abrasión + corrosión | Ni-WC / NiCrBSi / WC-CoCr* | Combina resistencia al desgaste y a la corrosión. |
| Desgaste metal con metal | A base de cobalto / A base de níquel | Resistencia al desgaste por fricción y al desgaste adhesivo |
| Desgaste a altas temperaturas | Co-Cr-W / Cr₃C₂-NiCr* | Dureza en caliente y resistencia a la oxidación |
| Entorno corrosivo | Aleación a base de Ni-Cr-Mo / Ni-Cr | Resistencia a la corrosión |
| Impacto fuerte + desgaste | Compuesto resistente a base de hierro/bajo contenido de carburo | Mejor tolerancia a las grietas |
| Reparación de moldes | Polvo de acero para herramientas H13 / M2 / M4 o compatible | Compatibilidad metalúrgica y propiedades de la herramienta |
| Restauración dimensional | Aleación de acero inoxidable/Fe/Ni adaptada al sustrato | Estructura con riesgo de agrietamiento manejable |
*Debe considerarse la compatibilidad del proceso. Los recubrimientos de WC-CoCr y Cr₃C₂-NiCr están especialmente consolidados en procesos de proyección térmica como el HVOF; no deben considerarse automáticamente como polvos intercambiables para revestimiento láser. El HVOF se utiliza ampliamente para recubrimientos de cermet de WC/Co, WC/Co/Cr y Cr₃C₂/NiCr.
Por lo tanto, la primera regla de la ingeniería es simple:
Seleccione el polvo en función del mecanismo de falla real, no en función de la mayor dureza disponible.
2. Comprender las principales familias de polvos metálicos.
Polvos de aleación a base de hierro: una solución rentable para componentes de acero.
Los polvos a base de hierro suelen ser los primeros materiales a evaluar cuando el sustrato es acero al carbono, acero de baja aleación o acero inoxidable, y la aplicación no requiere la resistencia a la corrosión ni la capacidad de soportar altas temperaturas de una aleación más cara a base de níquel o cobalto.
Según su composición, los polvos a base de hierro pueden proporcionar una dureza de moderada a alta, una buena compatibilidad metalúrgica con el acero y un coste atractivo por superficie recubierta.
Los sistemas típicos incluyen composiciones de acero inoxidable como las aleaciones de tipo 316L, 410 y 420 , sistemas de acero para herramientas y aleaciones resistentes al desgaste de Fe-Cr-B-Si.
Los polvos comerciales a base de hierro se utilizan tanto para el revestimiento láser convencional como para el de alta velocidad, y la composición química disponible abarca desde aleaciones de acero inoxidable resistentes a la corrosión hasta sistemas de recubrimiento más duros a base de Fe-Cr.
Aplicaciones recomendadas: ejes, rodillos, guías, componentes hidráulicos, piezas de acerías, componentes de maquinaria, restauración dimensional y remanufactura industrial en general.
No elija un polvo a base de hierro simplemente porque sea más barato si el componente va a estar expuesto a corrosión química severa, oxidación a alta temperatura o servicio extremadamente abrasivo.
Polvos de aleación a base de níquel: la familia más versátil para la ingeniería de superficies.
Los polvos a base de níquel se utilizan ampliamente porque el níquel proporciona una útil combinación de resistencia a la corrosión, tenacidad y rendimiento metalúrgico.
Para aplicaciones de recubrimiento duro, las aleaciones autofundentes de Ni-Cr-B-Si / NiCrBSi son especialmente importantes. El aumento de carbono, cromo, boro y silicio generalmente modifica la dureza, el comportamiento de fusión y la formación de la fase dura, aunque la composición química completa de la aleación —y no un solo elemento— determina el recubrimiento final.
Los sistemas basados en níquel están disponibles desde aleaciones relativamente blandas de la clase 20-30 HRC hasta sistemas NiCrBSi mucho más duros que se aproximan a los 60 HRC.
Los polvos a base de níquel están consolidados comercialmente para el revestimiento láser, el recocido térmico posterior (PTA) y el revestimiento láser de alta velocidad. Los sistemas Ni-Cr-Mo-Nb, como los materiales tipo aleación 625, también se utilizan cuando la resistencia a la corrosión es más importante que la dureza extrema.
Aplicaciones recomendadas: componentes para la industria del petróleo y el gas, válvulas, moldes de vidrio, maquinaria para plásticos, ejes, manguitos, componentes de bombas, superficies sometidas a corrosión y reparaciones industriales en general.
¿Cuándo se debe agregar WC?
Añada carburo de tungsteno cuando la resistencia al desgaste de la matriz metálica sea insuficiente.
Los sistemas típicos de Ni-WC pueden contener aproximadamente entre un 5 y un 60 % en peso de WC , dependiendo del equilibrio requerido entre la resistencia a la abrasión y la tenacidad del recubrimiento.
A medida que aumenta el contenido de WC, la resistencia a la abrasión generalmente mejora, pero el recubrimiento se vuelve menos tolerante a los impactos, las tensiones térmicas y los errores de procesamiento.
Esa disyuntiva es fundamental.
Una mayor cantidad de WC no significa automáticamente un mejor recubrimiento.
3. Polvo de carburo de níquel-tungsteno para desgaste abrasivo severo
El polvo compuesto de Ni-WC combina una matriz a base de níquel con partículas de carburo de tungsteno.
La aleación de níquel proporciona la matriz metalúrgica, mientras que el WC aporta fases de soporte de carga extremadamente duras. Estos sistemas son especialmente útiles cuando el componente entra en contacto con arena, roca, minerales, fibra de vidrio, rellenos de polímero abrasivos u otras partículas agresivas.
Las mezclas industriales de níquel autofundente/WC se utilizan en el revestimiento láser, el recocido térmico primario (PTA) y otras tecnologías de recubrimiento duro relacionadas.
Un enfoque de selección práctico es:
| Contenido de WC | Carácter de ingeniería general |
|---|---|
| 5-10% | Refuerzo moderado; mantiene una contribución de matriz relativamente alta. |
| 15-25% | Resistencia al desgaste y procesabilidad equilibradas |
| 30-40% | Servicio abrasivo intenso |
| 50-60% | Abrasión severa; el control del proceso se vuelve cada vez más importante. |
Se trata de una guía de selección, no de una especificación universal. La morfología y el tamaño de los carburos, la composición química de la matriz, la dilución y el historial térmico pueden modificar sustancialmente el rendimiento.
En componentes sometidos a cargas de impacto, un exceso de WC puede ser contraproducente. Los carburos resisten muy bien la abrasión, pero no aumentan la dureza de la matriz metálica.
4. Polvos a base de cobalto: selecciónelos para calor, desgaste por fricción y desgaste combinado.
Las aleaciones a base de cobalto no deben seleccionarse simplemente porque se consideren polvos de "alta calidad".
Su verdadero valor se manifiesta cuando el componente experimenta combinaciones de desgaste metal con metal, rozamiento, corrosión y temperaturas elevadas.
Las composiciones de recubrimiento duro de cobalto más comunes y reconocidas a nivel mundial incluyen las aleaciones tipo 6, 12 y 21. Las aleaciones de Co-Cr-W de esta familia se utilizan habitualmente en el revestimiento láser y el tratamiento térmico posterior (PTA), y su dureza exacta depende en gran medida de la composición y del proceso de deposición.
Las aplicaciones típicas incluyen:
Asientos de válvulas, superficies de sellado de válvulas, componentes sometidos a desgaste por altas temperaturas, componentes de bombas, casquillos, manguitos y superficies sometidas a desgaste adhesivo.
Para un componente abrasivo simple de baja temperatura, una aleación de cobalto puede aumentar el costo sin proporcionar una ventaja correspondiente en la vida útil.
5. Selección de polvo metálico para equipos de petróleo y gas
Los componentes de los yacimientos petrolíferos rara vez experimentan un único mecanismo de fallo.
Los componentes de la sarta de perforación, los estabilizadores, los manguitos, los émbolos, los ejes, los acoplamientos y las herramientas de fondo de pozo pueden sufrir combinaciones de abrasión, erosión, corrosión y desgaste por contacto.
Por este motivo, la selección del polvo debe basarse en la ubicación real del recubrimiento.
Para desgaste y corrosión moderados.
Utilice una aleación de níquel o de hierro/níquel resistente a la corrosión cuando el objetivo principal sea la restauración de la superficie y la mejora de la resistencia a la corrosión y al desgaste.
Para abrasión severa por arena y partículas
Evaluar Ni-WC.
Puede ser preferible una carga media de WC cuando también hay impacto; se puede considerar un mayor contenido de WC cuando el desgaste abrasivo predomina claramente.
Para servicio corrosivo
Una aleación de Ni-Cr-Mo resistente a la corrosión , incluyendo la composición química tipo aleación 625 cuando sea apropiado, puede ser más adecuada que simplemente aumentar la dureza del recubrimiento. Los polvos de Ni-Cr-Mo-Nb tipo aleación 625 se utilizan comercialmente para el revestimiento láser y el revestimiento láser de alta velocidad.
Advertencia de ingeniería
No especifique “60 HRC mínimo” antes de definir el entorno de servicio real.
Para muchos componentes de los yacimientos petrolíferos, la resistencia a la corrosión, la tenacidad y la integridad metalúrgica pueden ser más importantes que la dureza HRC máxima.
6. Selección de polvo metálico para cuerpos y asientos de válvulas
Las superficies de las válvulas requieren una filosofía de selección diferente.
Los asientos de las válvulas suelen estar sometidos a contacto metal con metal, erosión, corrosión, aperturas y cierres repetidos, cargas de presión y, en ocasiones, temperaturas elevadas.
Para el recubrimiento duro general de asientos de válvulas, las aleaciones de NiCrBSi pueden proporcionar una buena resistencia al desgaste y características de procesamiento adecuadas.
Cuando la resistencia al desgaste y el rendimiento a altas temperaturas son importantes, las aleaciones de recubrimiento duro de Co-Cr-W suelen ser más apropiadas.
En entornos altamente corrosivos, se debe priorizar la resistencia a la corrosión de la matriz sobre la dureza.
Un recubrimiento que es extremadamente duro pero que se agrieta o corroe preferentemente en la interfaz no es un recubrimiento de válvula eficaz.
7. Selección de polvo metálico para maquinaria de extrusión e inyección de plástico
La maquinaria para el procesamiento de plásticos ofrece uno de los ejemplos más claros de por qué la dureza por sí sola es insuficiente.
Los tornillos extrusores, los cilindros, los tornillos de inyección y los elementos de doble husillo pueden encontrarse con:
- Fricción de polímeros
- Abrasión de fibra de vidrio
- polímeros rellenos de minerales
- Aditivos corrosivos
- Desgaste adhesivo
- Corrosión y abrasión combinadas
Para polímeros sin relleno o ligeramente abrasivos, una aleación de recubrimiento duro convencional a base de níquel puede ser suficiente.
En el caso de los plásticos reforzados con fibra de vidrio , el Ni-WC suele ser una opción más lógica.
A medida que aumentan el contenido de relleno y la abrasividad, se puede aumentar el contenido de WC en consecuencia, siempre que el diseño del componente y del recubrimiento puedan tolerar la reducción de la tenacidad.
En el caso de polímeros o aditivos altamente corrosivos, también debe considerarse la resistencia a la corrosión de la matriz. Un recubrimiento con alto contenido de agua y una matriz inadecuada puede fallar debido al ataque de la matriz.
Selección práctica
| Condiciones de procesamiento del plástico | Dirección del polvo |
|---|---|
| Procesamiento general de polímeros | Aleación a base de níquel |
| Rellenos moderadamente abrasivos | Ni + 5–15% WC |
| Alto contenido de fibra de vidrio | Ni + 20–35% WC |
| Compuesto abrasivo severo | Compuesto de mayor contenido de agua después de las pruebas de proceso |
| Polímero corrosivo y abrasivo | Matriz de níquel resistente a la corrosión + refuerzo de carburo |
Estos porcentajes son puntos de partida para pruebas de ingeniería, no especificaciones fijas.
8. Selección de polvo metálico para moldes de vidrio
Los moldes de vidrio funcionan bajo ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento, y requieren un equilibrio de propiedades diferente al de los componentes utilizados en la minería.
Los requisitos típicos incluyen:
Resistencia a la fatiga térmica, resistencia a la oxidación, resistencia a la corrosión, resistencia a la interacción con vidrio fundido, estabilidad dimensional y dureza controlada.
Por eso, aplicar simplemente una capa extremadamente dura rica en WC no suele ser el punto de partida correcto.
Las aleaciones a base de níquel con una dureza aproximada de 20 a 35 HRC pueden ser útiles para la restauración localizada y el recubrimiento protector, dependiendo del sustrato del molde y su ubicación.
En el caso de los moldes de vidrio de hierro fundido, el aporte de calor debe controlarse cuidadosamente, ya que el sustrato en sí puede ser más difícil de revestir de forma fiable que el polvo de fundir.
El objetivo principal no es la máxima dureza, sino un recubrimiento que resista ciclos térmicos repetidos sin agrietarse, delaminarse ni sufrir deformaciones inaceptables.
9. Selección de polvo metálico para maquinaria minera y de construcción
La maquinaria minera presenta algunos de los entornos abrasivos más severos en la ingeniería de superficies.
Los componentes pueden encontrarse con rocas, arena, mineral, carbón y otras partículas duras, además de sufrir impactos.
Para la abrasión por deslizamiento con un impacto relativamente bajo, el Ni-WC puede proporcionar un rendimiento excelente.
Sin embargo, en caso de impacto severo y abrasión, un recubrimiento excesivamente rico en carburo puede volverse demasiado quebradizo.
En estos casos, considere lo siguiente:
Aleaciones de recubrimiento duro a base de hierro resistentes, compuestos de Fe-TiC o una fracción de carburo menor en una matriz metálica más resistente.
El Fe-TiC resulta especialmente interesante cuando se requiere compatibilidad con componentes de acero y alta resistencia al desgaste.
Por lo tanto, la selección debe distinguir entre:
Servicio dominado por la abrasión y servicio de impacto-abrasión.
No se trata del mismo problema de recubrimiento.
10. Selección de polvo metálico para la reparación de moldes industriales
En el caso de los moldes para herramientas e industriales, la compatibilidad con el sustrato resulta fundamental.
Los materiales típicos incluyen aceros para herramientas de tipo H13, M2 y M4 , junto con otros aceros para trabajo en caliente, trabajo en frío y aceros de alta velocidad.
Para la reparación, el material depositado debe seleccionarse normalmente teniendo en cuenta la composición química original del molde, las condiciones del tratamiento térmico y las propiedades superficiales requeridas.
Polvo tipo H13
Adecuado para numerosas aplicaciones de herramientas para trabajo en caliente donde la fatiga térmica, la tenacidad y la resistencia a altas temperaturas son importantes.
Polvo tipo M2/M4
Un mayor contenido de aleación proporciona mayor dureza y resistencia al desgaste, pero el material también exige una gestión térmica más estricta.
Para la reparación de moldes, no se debe seleccionar automáticamente el polvo más duro disponible. Las grandes diferencias en la dilatación térmica, la dureza y el comportamiento metalúrgico entre el recubrimiento y el sustrato aumentan el riesgo de agrietamiento.
El precalentamiento, la temperatura entre pasadas, la dilución y el postratamiento pueden ser tan importantes como el propio polvo.
11. Selección de polvo para revestimiento láser
El revestimiento láser forma una capa unida metalúrgicamente mediante la fusión del polvo suministrado junto con una cantidad controlada de material de sustrato.
Las principales ventajas son el control del aporte de calor, la dilución relativamente baja y la capacidad de depositar capas funcionales en áreas localizadas.
Por lo tanto, la selección del polvo debe tener en cuenta tanto el rendimiento del material como su procesabilidad con láser.
Para el revestimiento láser convencional con alimentación de polvo, un rango de tamaño de partícula industrial común para muchas familias de aleaciones es de aproximadamente 53 a 150 μm , aunque no es universal. También existen productos comerciales de revestimiento láser con otras distribuciones, como de 20 a 106 μm y de 53 a 180 μm.
Entre las propiedades importantes del polvo se incluyen:
esfericidad, distribución del tamaño de partícula, fluidez, homogeneidad química, contenido de oxígeno, estado de humedad y densidad aparente.
Un polvo químicamente correcto que se alimenta de forma inconsistente sigue siendo un polvo deficiente para el revestimiento láser.
12. Selección de polvo para revestimiento láser de alta velocidad
El revestimiento láser de alta velocidad modifica la interacción entre el polvo, el haz láser y el sustrato.
En el revestimiento convencional se suelen utilizar polvos más finos que en el revestimiento tradicional. Los materiales comerciales para revestimiento láser de alta velocidad presentan distribuciones de tamaño de partícula de entre 20 y 53 μm y entre 15 y 45 μm , según la aleación y el equipo.
El revestimiento de alta velocidad resulta especialmente atractivo para recubrimientos funcionales relativamente delgados en componentes rotacionales como:
- Varillas hidráulicas
- Ejes
- Rodillos
- Componentes cilíndricos para la industria del petróleo y el gas
- Superficies resistentes al desgaste y a la corrosión
No utilice un polvo optimizado para el revestimiento láser convencional de 53 a 150 μm y asuma que tendrá el mismo rendimiento en un sistema de alta velocidad.
El tamaño de las partículas forma parte del diseño del proceso.
13. Selección de polvo para recubrimiento duro PTA
La técnica PTA utiliza un arco de plasma transferido para fundir el polvo y una porción del sustrato, produciendo una capa superpuesta unida metalúrgicamente.
Es especialmente adecuado para capas de recubrimiento duro relativamente gruesas y componentes industriales pesados.
En las aplicaciones de recocido térmico por plasma (PTA) se utilizan polvos a base de níquel, cobalto, hierro y carburos. Los catálogos de polvos comerciales confirman una considerable superposición entre las familias de aleaciones para revestimiento láser y PTA.
Sin embargo, el mismo polvo no produce necesariamente la misma dureza, dilución o microestructura en el tratamiento térmico por plasma (PTA) y el revestimiento láser.
Al seleccionar un polvo de PTA, evalúe:
espesor de deposición, dilución, aporte de calor, disolución de carburos, tendencia al agrietamiento y tasa de deposición requerida.
La PTA puede ser una mejor opción que el revestimiento láser cuando un recubrimiento duro grueso y económico es más importante que un aporte mínimo de calor o un control geométrico preciso.
14. Selección de polvo para HVOF y proyección térmica
La proyección térmica debe tratarse por separado del revestimiento basado en fusión.
La técnica HVOF acelera las partículas fundidas o semifundidas hacia el sustrato y produce un recubrimiento principalmente a través de mecanismos de unión mecánicos y localizados, en lugar de crear la misma zona de fusión metalúrgica que el revestimiento láser.
Esto hace que el proceso HVOF sea especialmente eficaz para los cermets a base de carburo.
Los sistemas comunes incluyen:
WC-Co, WC-CoCr y Cr₃C₂-NiCr.
Los recubrimientos HVOF se utilizan ampliamente para la protección contra el desgaste, la erosión y la corrosión; los espesores típicos de los recubrimientos HVOF rondan los 0.1-2 mm, mientras que la baja porosidad y la fuerte adhesión son características clave de los recubrimientos procesados correctamente.
WC-Co
Elija principalmente por su excelente resistencia al desgaste y a la erosión.
WC-CoCr
Elija la opción que requiera resistencia al desgaste y a la corrosión.
Cr₃C₂-NiCr
Se recomienda especialmente para entornos de desgaste y oxidación a altas temperaturas, donde el carburo de cromo proporciona una mayor estabilidad a altas temperaturas que los sistemas de WC convencionales.
No sustituya automáticamente un polvo de carburo aplicado por proyección térmica en un proceso de revestimiento láser. La composición del polvo, la fracción de aglutinante, el tamaño de partícula y el comportamiento térmico son específicos de cada proceso.
15. Selección de polvo para DED y fabricación aditiva de metales
La deposición directa de materiales (DED) se diferencia del simple recubrimiento superficial porque el material depositado puede convertirse en una parte estructural sustancial del componente.
Por esta razón, la selección del polvo debe considerar no solo la dureza superficial sino también:
Propiedades de tracción, ductilidad, comportamiento a la fatiga, sensibilidad al agrietamiento, altura de construcción, tensión residual, tratamiento térmico y compatibilidad metalúrgica entre capas.
Las aleaciones de ingeniería más comunes incluyen:
Acero inoxidable 316L, aleación 625, aleación 718, aceros para herramientas y otras aleaciones a base de Fe, Ni y Co.
Para la reparación de defectos del esmalte dental (DED), normalmente se prefiere una química compatible o que coincida con la original, a menos que el objetivo sea crear deliberadamente una superficie funcionalmente diferente.
El polvo de recubrimiento duro rico en WC no debe considerarse un material DED estructural de uso general.
16. El tamaño de las partículas importa tanto como la química.
La composición química del polvo determina el potencial del recubrimiento.
El tamaño y la morfología de las partículas determinan si el polvo se puede suministrar y procesar correctamente.
Una guía general útil es:
| Proceso | Dirección típica del tamaño del polvo* |
|---|---|
| Revestimiento láser de alta velocidad | Fino, a menudo entre 20 y 53 μm. |
| Revestimiento láser convencional | Generalmente entre 53 y 150 μm |
| PTA | Generalmente fracciones medianas/gruesas |
| HVOF - Proyección térmica de alta velocidad | Fino, específico del proceso |
| DED | Depende del equipo y de la boquilla |
*Estos son rangos de referencia, no especificaciones universales. Los requisitos reales dependen del alimentador de polvo, la boquilla, el punto láser, la velocidad de deposición y el fabricante del equipo.
Un buen polvo debe proporcionar una alimentación estable y una deposición repetible. Los polvos esféricos y bien controlados pueden mejorar el flujo y el comportamiento de deposición; los fabricantes de polvos industriales hacen especial hincapié en la fluidez, la morfología controlada y la distribución de partículas para los procesos de proyección térmica y soldadura por recubrimiento.
17. No confunda la dureza del polvo con la dureza del recubrimiento final.
Este punto provoca muchos errores de especificación.
La ficha técnica de un polvo puede indicar 55 HRC o 60 HRC, pero el recubrimiento final depositado no existe independientemente del proceso.
La dureza real del recubrimiento depende de:
química del polvo + dilución del sustrato + aporte de energía + velocidad de enfriamiento + velocidad de deposición + espesor de la capa + solapamiento + precalentamiento + tratamiento térmico posterior.
Por lo tanto, una misma aleación puede producir diferentes valores de dureza mediante revestimiento láser y recocido térmico posterior (PTA). Los datos comerciales de aleaciones a base de hierro y cobalto demuestran diferencias de dureza medibles según el método de deposición y la composición química de la aleación.
Por lo tanto, la especificación correcta no es:
“Necesito pólvora 60 HRC.”
Es:
“Necesito un recubrimiento depositado con el mecanismo de desgaste, el rango de dureza, la tolerancia al agrietamiento y la integridad metalúrgica requeridos sobre este sustrato específico.”
Esa es una especificación de ingeniería mucho mejor.
18. Selección rápida de polvo metálico por industria
| Industria / Componente | Problema principal | Punto de partida recomendado |
|---|---|---|
| Estabilizador de petróleo y gas | Abrasión + corrosión | Ni-WC/aleación de Ni resistente a la corrosión |
| Herramienta de perforación/fondo | Abrasión severa | Ni-WC |
| Varilla hidráulica | Desgaste + corrosión | Aleación Fe/Ni; grado de revestimiento de alta velocidad |
| Asiento de válvula | Desgaste + corrosión + calor | A base de Co-Cr-W/Ni |
| Cuerpo de la válvula | Corrosión / erosión | Aleación de acero inoxidable compatible con níquel |
| Tornillo extrusor | Polímero + relleno abrasivo | Ni-WC |
| Elemento de doble tornillo | Abrasión severa por fibra de vidrio | Compuesto de Ni con mayor contenido de WC |
| Tornillo de inyección | Desgaste + corrosión | A base de níquel / Ni-WC |
| Molde de vidrio | Ciclos térmicos + oxidación | Aleación de níquel de menor dureza |
| Componente de minería | Abrasión severa | Ni-WC / Fe-TiC |
| Parte de minería con carga de impacto | Impacto + abrasión | Compuesto resistente a base de hierro/carburo controlado |
| Molde H13 | Reparación + fatiga térmica | Polvo compatible con H13 |
| Herramientas de alta velocidad | Alto desgaste | Polvo tipo M2/M4 |
| Componente de bomba | Erosión + corrosión | Proceso dependiente de Ni/WC-CoCr |
| Pieza de desgaste de alta temperatura | Oxidación + desgaste | Co-base / Cr₃C₂-NiCr |
| Reparación general de acero | Restauración dimensional | Aleación compatible a base de hierro |
| Construcción estructural DED | Las propiedades mecánicas | 316L / Aleación 625 / Aleación 718 o aleación equivalente |
19. Las cinco preguntas que debe responder antes de pedir polvo metálico
Antes de seleccionar un polvo metálico GRIENSTONE, proporcione cinco datos:
- ¿Cuál es el material del sustrato?
¿Acero al carbono, acero inoxidable, hierro fundido, acero para herramientas, aleación de níquel u otro material? - ¿Cuál es el mecanismo de fallo real?
¿Abrasión, corrosión, erosión, impacto, rozamiento, calor, oxidación o una combinación de estos? - ¿Qué proceso de deposición se utilizará?
¿Revestimiento láser, revestimiento láser de alta velocidad, DED, PTA, HVOF u otro proceso de proyección térmica? - ¿Qué espesor de recubrimiento y qué propiedades superficiales finales se requieren?
Especifique el espesor del recubrimiento, la dureza objetivo, el margen de mecanizado y el acabado superficial. - ¿Cuáles son las condiciones reales del servicio?
La temperatura, el medio corrosivo, las partículas abrasivas, la carga de impacto, la presión, la velocidad de rotación y la vida útil prevista son factores importantes.
Con estos parámetros, la familia de polvos normalmente se puede acotar rápidamente.
Conclusión: Seleccione el sistema de recubrimiento, no solo el polvo.
No existe un polvo metálico que sea universalmente el "mejor".
Para la reparación económica de componentes de acero, una aleación a base de Fe puede ser la solución adecuada. Para la corrosión y el desgaste, una aleación a base de Ni puede ofrecer un mejor rendimiento. Para la abrasión severa, puede ser necesario utilizar Ni-WC o Fe-TiC . Para asientos de válvulas y desgaste adhesivo a alta temperatura, las aleaciones a base de Co pueden estar justificadas. Para recubrimientos antidesgaste HVOF, WC-Co, WC-CoCr y Cr₃C₂-NiCr son sistemas de materiales establecidos. Para moldes, DED y reparación estructural, la compatibilidad metalúrgica puede ser más importante que la dureza máxima.
La decisión final sobre el material debe considerar el sistema completo:
Sustrato + Química del polvo + Fase dura + Tamaño de partícula + Proceso de deposición + Parámetros del proceso + Entorno de servicio.
GREENSTONE proporciona polvos metálicos y asistencia para la adaptación de procesos a revestimiento láser, deposición de energía dirigida (DED), recubrimiento duro PTA, revestimiento láser de alta velocidad e ingeniería de superficies industriales , abarcando aplicaciones en petróleo y gas, minería, maquinaria de construcción, maquinaria para plásticos, moldes de vidrio, válvulas, herramientas, energía y remanufactura industrial.
Para aplicaciones críticas, el polvo final y los parámetros del proceso deben confirmarse mediante pruebas de muestra en el sustrato real o equivalente antes de la producción.