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domingo, 17 de abril de 2011

RECUBRIMIENTO CERÁMICO

Cerámicas y recubrimientos cerámicos para mejorar la resistencia al desgaste y a la abrasión



Hola, he pegado un artículo, algo científico, sobre los revestimientos cerámicos.

Ciertamente, una de las cualidades más importantes de las cerámicas técnicas es su elevada resistencia al desgaste por lo que, éstas pueden ser utilizadas directamente como piezas que deban ofrecer dicha característica o bien como recubrimiento de cualquier metal o sustrato inorgánico que deba responder a una mejora de su resistencia al desgaste.

Recubrimientos cerámicos de baja fricción, resistentes al desgaste, adheridos químicamente

En general, los procesos de adhesividad termoquímica producen recubrimientos cerámicos que mejoran no solamente la resistencia al desgaste y a la abrasión sino también, a la corrosión y a las altas temperaturas de la mayoría de los substratos inorgánicos.

Dicho proceso, denominado genéricamente K-RAMIC, consiste en una alternativa termoquímica, para formar recubrimientos cerámicos, que utiliza el CrO3 como agente adherente.

Prácticamente, cualquier material inorgánico puede ser tratado con el proceso KRAMIC siempre que aquél sea estable como mínimo, a 540°C, insoluble en agua, y posea un óxido cualquiera, como constitutivo más abundante en la capa superficial del substrato (caso de la mayoría de los metales).

El proceso en esencia consiste en la preparación de una lechada de óxidos, tales como Al2O3 o SiO2 que contenga CrO3 y que se aplica en la superficie del substrato elegido.

La lechada se calienta a 196°C con el objeto de fundir el trióxido de cromo. Se continúa el calentamiento elevando la temperatura por debajo de los 540 °C, obteniéndose así un compuesto de Cr2O3 muy estable; este sesquióxido de cromo posee un punto de fusión, 1990°C, extremadamente alto, siendo prácticamente insoluble. La capa producida es casi tan porosa como la que se obtendría por rociado y llama (plasma) por lo que, resulta conveniente densificar el recubrimiento de Cr2O3obtenido por impregnación de CrO3 y nueva aportación de calor.

Así pues, el número de impregnaciones (adiciones) de CrO3 y ciclos de calentamiento correspondientes, determinan el grado de porosidad y dureza del recubrimiento en cuestión.

La adherencia entre la capa cerámica de Cr2O3 formada y el substrato, se realiza por medio del óxido adherente CrO3, que se sitúa entre aquéllos.

El recubrimiento por el proceso K-RAMIC descrito puede aplicarse pues a la mayoría de metales, que funden por encin1a de los 540 ºC, entre los que se incluyen los aceros de bajo y alto contenido en C, fundiciones de hierro, algunos aceros inoxidables, titanio, aleaciones a base de Ni y Co, y aleaciones refractarias.

La expansión térmica de un recubrimiento, según lo hemos formulado, puede ajustarse convenientemente, por el control de la proporción de CrO3 y grado de porosidad obtenido del Cr2O3, al coeficiente de dilatación del substrato.

Los aceros y aleaciones de Ni pueden hacerse también resistentes a la corrosión, al producirse, en el cambio iónico de la «interfase», un cromato fuertemente adherido sobre la superficie del substrato al que sella.

Los recubrimientos obtenidos pueden conseguirse con diversos grados de calidad superficial, por el simple control de la composición de la lechada cerámica, del tamaño de las partículas y del proceso.

El aislamiento de las sucesivas capas puede realizarse controlando la porosidad de las multicapas aplicadas. Evidentemente, la capa superior debe densificarse y endurecerse al máximo para aumentar la resistencia al desgaste y a la abrasión del recubrimiento.

Este proceso de lechada puede utilizarse para el tratamiento de partículas “whiskers”,fibras inorgánicas y metálicas, usadas para reforzar a los materiales compuestos de matriz cerámica y metálica, con el objeto de mejorar la adhesividad entre las interfase de los elementos reforzadores (partículas, “whiskers” o fibras) y matrices.

Otra aplicación interesante del proceso en cuestión consiste en el endurecimiento elevado de ciertas piezas cerámicas voluminosas y complejas, que no convenga tratar térmicamente a temperaturas excesivamente altas, para que no se produzcan fuertes dilataciones y contracciones con cambios de forma.

El proceso se reduce pues en impregnar el material elegido con una pasta líquida de K-RAMIC. El Cr2O3 que se forma en los poros de la pieza cerámica, densifica y endurece la superficie de la misma, resultando un material resistente al desgaste y a la abrasión, a la corrosión, al choque sobre un amplio campo térmico, con superficies de baja fricción y, en fin, con buenas propiedades para ser utilizado en moldes complicados para vidrios.

Dicho material puede mecanizarse, antes de ser completamente endurecido, por medio de herramientas convencionales circunstancia que no sucede con las cerámicas tenaces de alta dureza.

Asimismo, como el proceso en cuestión se lleva a cabo con relativamente bajas temperaturas (inferiores a 540 ºC) éste puede controlarse y automatizarse fácilmente.



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