Variable specification

El proceso de preparación de la rugosidad superficial se basa en el principio de abrasión, donde es posible la remoción de capas orgánicas o inorgánicas de la superficie, y como se hace a través de la acción mecánica de un material de mayor dureza, la superficie del sustrato sufre un cambio en su rugosidad generando las zonas donde se anclaran los recubrimientos. La generación de la rugosidad se puede hacer por diferentes métodos pero los más ampliamente usados son por chorro abrasivo usando arena, alúmina o balines de acero como abrasivo, mecanizado (torneado, fresado), y por discos abrasivos.

2.1.2.1.1 Preparación superficial por choro abrasivo

El proceso de generación de la rugosidad superficial por chorro abrasivo es basado en el mecanismo de abrasión, donde partículas de material duro, tales como arena mojada o seca, balines de acero, limaduras o granalla de hierro, alúmina e incluso cascaras de nueces son impactadas sobre la superficie, a través de aire comprimido.

Este es el método con mayor uso en la preparación de superficies para proyección térmica como lo relata Robert C [52], y como se mencionó en los antecedentes, debido a que se generan superficies de anclaje para los recubrimientos. Los medios de abrasión más usados

son óxidos de alúmina y limaduras de hierro endurecido en forma de balín. Sin embargo, arena seca o húmeda, balines de acero y carburo de silicio también se utilizan en algunas situaciones. La arena se utiliza comúnmente en las grandes estructuras exteriores, tales como puentes, torres y tuberías en los que la recuperación del material abrasivo no es práctica. Los balines de acero usados comercialmente tienen una dureza de 65 HRC, y se utiliza en la preparación de algunos aceros más blandos. El carburo de silicio se utiliza para algunas aplicaciones especiales (por ejemplo, para sustratos muy duros o para minimizar la contaminación), pero es relativamente caro, se descompone rápidamente, y tiende a incrustarse en los sustratos blandos.

Las desventajas del proceso de granallado es que necesita equipos costosos, principalmente cuando se trata de piezas grandes. No se puede usar el mismo medio abrasivo para todos los sustratos, especialmente cuando son blandos como aluminio, cobre, aleaciones de magnesio o zinc, entre otros, porque pueden generar incrustaciones, para estos sustratos se recomiendan presiones de aire más bajas para minimizar las incrustaciones. Paralelamente, la alúmina, la arena de sílice y el carburo de silicio pueden inhibir la unión de algunos de estos recubrimientos por la compatibilidad química en el sistema recubrimiento-superficie, así que este factor debe ser considerado. Dependiendo del tamaño de la pieza y del material, el chorro abrasivo puede provocar distorsiones o cambios dimensionales, por lo tanto para estos problemas y para evitar la contaminación de la superficie por los abrasivos, estos deben ser seleccionados de acuerdo con el tipo, el tamaño y el material del sustrato.

Los rangos de tamaño de grano son de -10 / +30 malla, -14 / +40 malla, y de -30 /+80 malla. La rugosidad superficial es principalmente el resultado de tamaño de las partículas de granos, por lo que la selección del tamaño de grano se determina, en parte, por la rugosidad requerida para una unión adecuada y puede estar limitado por el espesor de recubrimiento. En la Tabla 2.1, se dan recomendaciones generales para la selección del tamaño de grano. La rugosidad de la superficie también se puede variar ligeramente por la presión de aire. Este factor debe ser considerado de forma individual para cada combinación de tamaño de grano, el tipo y material de sustrato. Las presiones de aire del chorro de arena varían desde 210 hasta 620 kPa con una distancias de entre 50 a 150 mm de trabajo, las aberturas de la boquilla son generalmente de 6 a 10 mm de diámetro, el ángulo del chorro de arena con respecto al sustrato debe ser de unos 90°. El granallado excesivo debe evitarse para reducir al mínimo la inclusión de grano en la superficie.

Tabla 2.1. Recomendaciones de los tamaños de grano para la preparación de superficies para

recubrimientos hechos por proyección térmica. [52] Rugosidad Tamaño del grano (malla) Tamiz de apertura (mm) ^Aplicaciones Gruesa -10/+30 2,007/0,610

Para recubrimientos superiores a 0,25 mm (0,010 pulgadas) y mejor

adherencia Media -14/+40 1,422/0,432

Para la adherencia justa y acabados más suaves de los recubrimientos de menos de 0,25 mm (0,010 pulg) de

espesor

Fina -30/+80 0,610/0,175

Para acabados más suaves sobre recubrimientos de menos de 0,25 mm

(0,010 pulg) de espesor para ser utilizado

2.1.2.1.2 Roscado basto

Este método generalmente es empleado en superficies cilíndricas, permitiendo de igual modo mejorar la adherencia de la superficie mediante una rápida pasada con una herramienta de corte como se muestra en la Figura 2.2. Normalmente con un avance configurado en 0,7 mm por revolución y hasta una profundidad de corte de 0,35mm, se obtiene una superficie debidamente roscada. Aunque no es recomendable para recubrimientos de menos de 0,5 mm de espesor.

Figura 2.2. Método de roscado para la preparación de superficies cilíndricas

[53]. 2.1.2.1.3 Preparación superficial por disco abrasivo

La preparación superficial por disco abrasivo se hace mediante una pulidora portátil que funciona con energía eléctrica o presión de aire, en la cual se monta un disco abrasivo recubierto con Al2O3 con un tamaño de grano de 80 a 120. Por este método las probetas pueden generar un sobrecalentamiento por eso es importante que si la pieza es pequeña no

demorarse en la pasada de la pulidora, si se requiere de varias pasadas lo mejor es enfriarla sumergiéndola en un baño o con un trapo húmedo. Además, como el operario es el que regula la velocidad de las pasadas, las rugosidades obtenidas por este método tienen una mayor variación que en los demás métodos. Su gran ventaja es que es portátil, no necesita de equipos costos, ni de operarios calificados y además puede usarse al aire libre porque no genera contaminación y los discos son económicos y fáciles de adquirir.