BR112015032885B1

BR112015032885B1 - Processo de preparação para deposição de um revestimento de metal por aspersão térmica sobre uma zona de um substrato a ser revestida

Info

Publication number: BR112015032885B1
Application number: BR112015032885-7A
Authority: BR
Inventors: Laurent Paul Dudon; Antonio Crémildo Arantes
Original assignee: Snecma
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2021-12-14
Also published as: RU2659521C2; US9920431B2; JP6480433B2; EP3017084B1; CA2917068C; EP3017084A1; FR3008109A1; CA2917068A1; FR3008109B1; US20160369407A1; WO2015001263A1; BR112015032885A8; CN105358735B; CN105358735A; JP2016529391A; RU2016103279A; BR112015032885A2; RU2016103279A3

Abstract

PROCESSO PARA PREPARAR PARA REMOÇÃO UM REVESTIMENTO DE METAL POR ASPERSÃO TÉRMICA SOBRE UM SUBSTRATO. A invenção se refere a um processo de preparo para a remoção de um revestimento de metal através de aspersão térmica em um substrato que compreende as seguintes etapas: a) depositar uma camada de adesivo na zona a ser revestida com uma espessura uniforme maior do que 10 μm e menor do que 100 μm; b) aspergir a frio, antes de o adesivo ser seco, um pó de metal na zona a ser revestida, sendo que as partículas de pó se tornam, desse modo, embutidas, pelo menos parcialmente, na dita camada adesiva; e c) secar o adesivo, sendo que as ditas partículas de pó permanecem aprisionadas no mesmo formando, desse modo, uma camada inferior adequada para receber um revestimento de metal depositado através de aspersão térmica. A aplicação é feita à proteção da borda dianteira de pás de ventoinha.

Description

[0001] A invenção se refere a um processo de preparação para a deposição de um revestimento de metal através de aspersão térmica em uma zona a ser revestida de um substrato.

[0002] Mais precisamente, a invenção se refere aos substratos que são particularmente sensíveis a alta temperatura ou, de maneira geral, que apresentam incompatibilidade com a deposição de uma camada de metal por aspersão térmica.

[0003] Em particular e, de maneira não restritiva, a presente invenção se refere aos substratos produzidos a partir de material compósito de matriz orgânica (Composite à matrice organique - CMO). A consideração também pode ser determinada especificamente para os substratos produzidos a partir de uma liga à base de magnésio ou, de fato, a um substrato produzido completamente ou em parte de um material orgânico, tais como materiais plásticos.

[0004] No campo de aviação e, mais particularmente, no campo de motores de turbojato de aeronave, a redução do peso dos elementos de componente do motor de turbojato é uma preocupação constante.

[0005] Tal preocupação levou ao desenvolvimento de pás de ventoinha ou de estator que são produzidas a partir de material compósito de matriz orgânica, visto que pás compósitas são mais leves que as pás de metal. Entretanto, as bordas dianteiras de tais pás compósitas são muito sensíveis à erosão e a possíveis impactos (pássaros, cascalho, gelo, areia, etc.) para serem usadas sem proteção.

[0006] Portanto, é necessário proteger as partes de CMO a fim de manter sua integridade física e geométrica e a fim de garantir algum ciclo de vida mínimo. A mesma é conhecida para proteger tal borda dianteira através do uso de:• uma tira de reforço de metal colada à borda dianteira;• uma pintura antierosão aplicada à borda dianteira;• uma película antierosão de plástico ou metal colada à borda dianteira;ou • uma combinação das proteções especificadas acima.

[0007] A título de exemplo, a ponta da borda dianteira de uma pá de CMO, em particular, uma pá de ventoinha, pode ser dotada de um revestimento de metal.

[0008] Essa zona a ser revestida é, em si, similar a uma folha fina, particularmente quando a pá for pequena e, pode ser severamente danificada por ser revestida por aspersão termicamente de um metal.

[0009] Outras aplicações são possíveis; em particular, um cárter tal como o cárter de entrada de motor situado em torno da ventoinha, as palhetas fixas do estator de baixa pressão e, mais geralmente, qualquer parte que não excede uma temperatura de 150°C.

[0010] O documento FR 2 978 931 revela a produção de um revestimento protetor por aspersão térmica em compressão, em particular, para reagir ao fenômeno anteriormente descrito do revestimento que é colocado sob tração como um resultado de expansão térmica diferente entre o revestimento e o substrato.

[0011] Qualquer que seja a proteção usada, sua capacidade de se aderir à borda dianteira é essencial: é necessário que a proteção esteja aderida à borda dianteira suficientemente bem para acomodar os impactos sem se soltar e sem se mover em relação à borda e, a fim de satisfazer as exigências de ciclo de vida em operação normal.

[0012] Os revestimentos obtidos por aspersão térmica constituem uma técnica que satisfaz essa necessidade. No entanto, nas partes de CMO que têm formato complexo, a aspersão térmica apresenta diversas dificuldades:

[0013] • Adesão do revestimento: partes de CMO são principalmente formadaspor fibras (>70%), em particular, fibras de carbono e, por um teor menor de resina (<30%), em particular, resina epóxi. Inversamente, devido ao fato de sua estrutura e da forma como é fabricada, a superfície de material de CMO é constituída por mais resina que a fibra de carbono e, embora os revestimentos termicamente aspergidos tenham aderido à fibra de carbono, os mesmos aderem de modo muito insuficiente à resina. Como resultado, o revestimento adere a um material de CMO somente através do material de fibra de carbono presente em sua superfície, isto é, no melhor dos casos através de 50% da área de superfície.

[0014] • O efeito térmico de aspersão térmica sobre um CMO: durante aspersãotérmica, a resina epóxi deteriora sob o efeito do calor gerado pelo metal fundido aspergido; isso também é verdade para a fibra de carbono, mas em menor grau. Esse defeito resulta da baixa difusividade térmica de resina e de carbono.

[0015] Para aspersão térmica, a difusividade térmica é vista como a capacidade de um substrato de ser revestido para evacuar ou dispersar mais ou menos rapidamente o calor que o mesmo recebe, especificamente a partir do pó fundido. Quando menor a difusividade térmica, maior a extensão a qual o calor torna-se concentrado localmente no substrato impactado; sendo esta em detrimento de sua própria integridade. Esse efeito térmico danifica as superfícies de substratos de CMO para uma profundidade de diversos décimos de um milímetro (mm). Para partes que são de pequena espessura (<2 mm) ou de peso leve, esse efeito é amplificado e destrutivo.

[0016] • Expansão térmica diferencial: aspersão térmica consiste em deposiçãode um revestimento na superfície de uma parte por aspersão de um pó fundido. No resfriamento, o revestimento é submetido a contração como um resultado de contração térmica que é maior que a contração do substrato mais frio. Essa diferença na expansão/contração térmica entre o revestimento e o substrato leva à tensão mecânica no revestimento que se diz, então, estar "em tração". Esse fenômeno degrada a adesão do revestimento no substrato e aumenta com o aumento da diferença entre as características de expansão térmica do revestimento e do substrato. Isso se aplica, em particular, a um substrato de CMO, que tem um coeficiente de expansão térmica que é pequeno, quando comparado àquele do revestimento de metal, que tem um coeficiente médio de expansão térmica.

[0017] Um objeto da presente invenção é fornecer um processo que torne possível superar as desvantagens da técnica anterior e, em particular, que torne possível depositar um revestimento de metal em um substrato, em particular, um substrato de CMO, por aspersão térmica e fazer o mesmo com adesão e resistência aprimorada.

[0018] Para essa finalidade, na presente invenção, o processo é caracterizado pelo fato de que as seguintes etapas são realizadas:a) deposição da camada de adesivo na zona a ser revestida, em que a camada tem uma espessura homogênea superior a 10 micrômetros (μm) e inferior a 100 μm;b) antes de o adesivo secar, aspergir a frio um pó de metal na zona a ser revestida, de modo que as partículas de pó se tornem incorporadas, pelo menos parcialmente, na camada de adesivo; ec) secar o adesivo, sendo que as partículas de pó permanecem aprisionadas no mesmo formando, desse modo, uma camada inferior adequada para receber um revestimento de metal depositado através de aspersão térmica.

[0019] Dessa maneira, pode ser entendido que devido à presença do adesivo, é possível resfriar as partículas de pó de metal de depósito, isto é, em temperatura ambiente, sobre a superfície do substrato e fazer o mesmo sem danificar o substrato de qualquer maneira em uma zona que é limitada à zona a ser revestida, cujas partículas de pó de metal servem para proteger o substrato durante a aspersão térmica subsequente para o propósito de deposição do revestimento de metal.

[0020] Desse modo, com um substrato de CMO, as partículas de pó de metal são depositadas a frio nas superfícies do substrato de CMO sem danificar, de qualquer maneira, as fibras ou a matriz do substrato em uma zona que é limitada à zona a ser revestida, cujas partículas de pó de metal servem, desse modo, para proteger o substrato de CMO durante a aspersão térmica subsequente para deposição do revestimento de metal em si.

[0021] O revestimento inferior é constituído por partículas de pó de metal coladas sobre o substrato em vez de serem fundidas e aspergidas sobre o substrato.

[0022] De modo geral, através do uso da solução da presente invenção, é possível produzir um revestimento inferior de adesão de metal a frio.

[0023] Essa técnica pode, então, ser aplicada a qualquer substrato sobre o qual o adesivo se adere.

[0024] O adesivo é preferencialmente adequado para secagem (ou endurecimento) em uma temperatura de menos que 100°C, de modo a evitar danos ao substrato, em particular, um substrato de CMO, durante a etapa de secagem.

[0025] Essa solução apresenta adicionalmente a vantagem adicional de tornar possível também, por uma seleção apropriada do compósito do pó usado para o revestimento inferior, produzir um revestimento de metal fora dos materiais selecionados a partir da faixa possível total de materiais que são adequados para uso no fornecimento de proteção contra desgaste e atrito.

[0026] De maneira não limitante, esses materiais podem incluir os seguintes pós de metal: ligas com base em NiAl, NiCrAl, NiCrAlY, CuNiIn, CuAl, Co do tipo de "Triballoy" (marca registrada) ou do tipo de "Stellite" (marca registrada), cermets de carboneto de tipo metal WC ou tipo metal Cr2C3, que incorporam possivelmente vernizes de lubrificação (do tipo grafite metálico ou nitreto de boro metálico) em um único pó ou, de fato, em uma mistura de dois ou mais pós.

[0027] A adesão subsequente do revestimento obtido por aspersão térmica sobre o revestimento inferior colado depende de diversos parâmetros, entre os quais a espessura da camada de adesivo. Se a camada de adesivo for muito espessa, então, as partículas de pó de metal são cobertas no adesivo e a adesão é reduzida, visto que durante a aspersão térmica, o material fundido inicialmente não se depara com as partículas de metal do revestimento inferior.

[0028] O revestimento inferior é constituído por partículas de pó de metal não fundidas, cuja grande maioria são:• metade incorporadas ao adesivo no lado de substrato; e• metade que se projetam a partir da camada de adesivo no outro lado; esse revestimento inferior está, então, pronto para receber a camada de aspersão térmica.

[0029] Para esse propósito, pode ser entendido que a camada de adesivo precisa apresentar uma espessura que é menor que o tamanho das partículas de pó. Desse modo, de preferência, a camada de adesivo apresenta uma espessura menor que o diâmetro médio d50 das partículas do pó.

[0030] Se a concentração de superfície das partículas de pó de metal (ou da mistura de pós) for baixa, então, a adesão é reduzida de modo correspondente.

[0031] A concentração de superfície é o número de partículas por unidade de área. Se as partículas de metal forem amplamente afastadas, então, a concentração de superfície é baixa. Se as partículas de metal estão lado a lado, então, a concentração de superfície é maximizada. A adesão do revestimento subsequentemente aplicado por aspersão depende dessa concentração de superfície. A forte adesão exige que a concentração de superfície seja razoavelmente alta, mas não em seu máximo, com a finalidade de deixar suficientemente adesivo para garantir a adesão do revestimento inferior que é colado no substrato.

[0032] Esse parâmetro é ajustado pela distribuição de tamanho de grão do pó de metal em relação à fluidez do adesivo usado.

[0033] Em uma modalidade preferida, no fim da etapa b), mais que 70% e menos que 95% da área de superfície da zona a ser revestida está coberta pelas partículas de pó.

[0034] Em uma modalidade preferida, após a deposição do adesivo na etapa a), o substrato com o adesivo aplicado ao mesmo é colocado em um misturador ou um agitador que é posto em movimento para se opor ao adesivo que desliza sobre a zona a ser revestida, em que o movimento é continuado durante a etapa de aspersão a frio b) e etapa de secagem de adesivo c) e que é parado uma vez que o adesivo tiver endurecido.

[0035] A título de exemplo, tal misturador é um misturador dinâmico tridimensional do tipo de "Turbula" (marca registrada).

[0036] Isso evita que o adesivo deslize ou percorra e mantém uma espessura regular para o adesivo que corresponde à espessura do adesivo enquanto o mesmo está sendo depositado.

[0037] De maneira preferida, antes da etapa a), uma etapa a0) é realizada consistindo na homogeneização da aspereza da superfície do substrato na zona a ser revestida, em particular, por jateamento de areia e, mais especificamente, jateamento de areia com areia fina.

[0038] Por meio de tal etapa, se tona mais fácil a obtenção de aplicação mais regular do adesivo na etapa a).

[0039] Em outra modalidade preferida, no fim da etapa c), uma etapa c') é realizada durante a qual o revestimento inferior é submetido ao acabamento através da remoção de partículas de pó não coladas. A título de exemplo, essa remoção pode ser realizada por sopro e/ou jateamento de areia.

[0040] Essa etapa serve para minimizar ou eliminar completamente a presença de partículas de pó não coladas, em particular, partículas capturadas na superfície da camada de adesivo, que podem, de outro modo, levar a espessuras adicionais no revestimento inferior e também pode originar problemas locais de adesão para o revestimento de metal depositado no revestimento inferior por aspersão térmica.

[0041] A invenção também fornece um processo de proteção de um substrato contra desgaste, na qual o processo de preparação descrito acima é realizado e que inclui adicionalmente, após a etapa c), uma etapa d) durante a qual um revestimento de metal é depositado no revestimento inferior por aspersão térmica, formando, desse modo, uma camada protetora de metal no substrato.

[0042] Essa camada protetora de metal serve tanto para deposição diretamente sobre o revestimento inferior ou ainda sobre uma camada intermediária que cobre o revestimento inferior.

[0043] A título de exemplo, a camada intermediária pode corresponder a um segundo revestimento inferior de metal.

[0044] A invenção também fornece uma parte produzida a partir de um substrato que inclui um revestimento contra o desgaste que inclui:• um revestimento inferior colado no substrato e que apresenta partículas de pó de um material de metal que são incorporadas, pelo menos em parte, em uma matriz de resina que apresenta uma espessura maior que 10 μm, menor que 100 μm, e menor que o diâmetro médio d50 das partículas do pó; e• uma camada de proteção de desgaste, de espessura maior que 100 μm, cuja camada é contínua e produzida a partir de um material de metal.

[0045] Contatou-se que a matriz de resina do revestimento inferior em tal parte apresenta uma espessura da mesma ordem de magnitude como o tamanho das partículas de pó no revestimento inferior, isto é, uma espessura que é próxima ao tamanho das partículas de pó, que pode ser estimado como sendo uma espessura que se encontra na faixa de 30% a 120%, preferencialmente, na faixa de 30% a 95% e, ainda mais vantajosamente, na faixa de 40% a 80% do diâmetro médio d50 das partículas do dito pó.

[0046] De maneira preferencial, a invenção fornece uma parte na qual o substrato é produzido a partir de um material compósito de matriz orgânica.

[0047] Tal parte pode, em particular, ser um aerofólio produzido a partir de material compósito de matriz orgânica e que tem uma borda dianteira, em que a borda dianteira é protegida pelo reforço formado por um revestimento de metal depositado na borda dianteira com uso do processo de proteção definido acima.

[0048] Tal aerofólio é um aerofólio de uma pá de motor de turbina, de um aerofólio de helicóptero ou de hélice.

[0049] De modo ideal, a espessura do adesivo estaria próxima a metade do diâmetro médio d50 das partículas do pó subsequentemente aspergido a frio.

[0050] De preferência, a camada de adesivo apresenta uma espessura maior que 10 μm e menor que 50 μm, essa espessura da camada de adesivo que se encontra, preferencialmente, na faixa de 20 μm a 40 μm.

[0051] Para pó que apresenta tamanho de grão definido por d10=45 μm e d90=90 μm, essa espessura para o adesivo é vantajosamente cerca de 30 μm.

[0052] O adesivo é depositado com uso de uma escova, uma pastilha, uma pistola de aspersão ou, por quaisquer outros meios que garantem que uma camada seja obtida que tem espessura tão regular quanto possível.

[0053] Vantajosamente, a camada de adesivo é formada por um adesivo de epóxi que inclui uma resina e um agente de endurecimento misturados antes da etapa a) antes da etapa de deposição de adesivo.

[0054] De modo subsequente, antes de o adesivo ter secado, o pó de metal, conforme comumente usado, para revestimento inferior de aspersão térmica, a saber: NiAl, NiCrAl, NiCrAlY,... é aspergido sobre a superfície revestida por adesivo.

[0055] Desse modo, as partículas do pó formam uma camada de metal regular na parte/substrato, com essa aplicação independentemente do formato potencialmente complexo da parte, visto que o pó é aspergido.

[0056] Entre as técnicas adequadas para aspersão a frio do pó do revestimento inferior, a menção pode ser feita de maneira não limitante de deposição manual, com uso de uma pistola de aspersão, uma pastilha, uma escova de ar,

[0057] Desse modo, pode ser entendido que essa técnica não é limitada ao formato das zonas a serem revestidas, exceto possivelmente pela falta de acessibilidade à zona a ser revestida seja pelo sistema para aspersão a frio do pó que forma o revestimento inferior ou pelo sistema para aspersão térmica do pó que forma o revestimento de proteção térmica final.

[0058] A parte que tem pó de metal colado na mesma é seca de acordo com as especificações para o adesivo. Para as partes de CMO, um adesivo que seria selecionado não exige uma temperatura maior que 100°C para secagem.

[0059] Após a secagem, a parte de CMO é revestida em um revestimento inferior de metal bruto idêntico a uma parte que teve um revestimento inferior padrão depositado no mesmo por aspersão térmica.

[0060] Mediante as circunstâncias, qualquer revestimento termicamente aspergido convencional pode ser depositado nesse revestimento inferior.

[0061] Durante essa última operação, a parte que é aspergida precisa ser resfriada com uso de técnicas convencionais a fim de evitar exceder as temperaturas nas quais o CMO e o adesivo degradam e, preferencialmente, manter em uma temperatura abaixo de 110°C, e/ou a fim de evitar tanto quanto possível a introdução de qualquer tensão por tração que podem levar a delaminação do revestimento.

[0062] Tais técnicas de resfriamento incluem configurar o resfriamento que está localizado próximo à zona que é termicamente aspergida através do uso de uma ou da outra dentre as seguintes técnicas: soprar continuamente ar frio, ou partículas de dióxido de carbono líquido ou nitrogênio líquido. Essas técnicas de resfriamento podem ser combinadas com a aspersão térmica em uma baixa taxa a fim de minimizar a quantidade de calor que é entregue ao CMO pelas partículas de pó fundidas.

[0063] Pode ser entendido que a faixa de revestimentos de metal que podem ser depositados no revestimento inferior colado está associada ao comportamento de alta temperatura do adesivo e, também pode ser entendido que as técnicas para resfriar a parte quando usada em combinação com a realização de aspersão térmica em uma taxa "fria" (velocidade de varredura rápida, baixa vazão de entrega de pó e, fazendo uso de intervalos na aspersão para evitar superaquecimento) possibilitam o depósito de qualquer tipo de revestimento.

[0064] Além disso, a adesão da camada de revestimento depositado por aspersão térmica sobre o revestimento inferior é aprimorada através do uso de um pó no revestimento inferior que apresenta partículas de formato que é irregular ao invés de quase esférica. Além disso, tais formatos irregulares se ligam melhor à camada de adesivo.

[0065] É preferencial selecionar pós que têm um fator de esfericidade de partícula que é menor que 0,75, vantajosamente menor que 0,70 e, ainda mais vantajosamente, menor que 0,65, com uma situação ainda mais vantajosa quando esse fator de esfericidade é menor do que 0,60.

[0066] O termo "esfericidade", é usado para significar o fator de esfericidade (um número adimensional) conforme definido por Wadell conforme a seguir: a razão entre a área de superfície de uma esfera que tem o mesmo volume da partícula e a área de superfície da partícula em questão (¥ra), que também é equivalente ao quadrado da razão entre o diâmetro equivalente ao volume e o diâmetro equivalente à área. Um valor de 1 corresponde a uma esfera perfeita.

[0067] Vantajosamente, todas as partículas do pó usado na invenção apresentam um fator de forma que se encontra na faixa de 1,5 a 3. Preferencialmente, esse fator de forma se encontra na faixa de 1,6 a 2,5, vantajosamente, na faixa de 1,7 a 2,3 e, mais vantajosamente, na faixa de 1,8 a 2.

[0068] Esse fator de forma, que fornece uma boa indicação da razão de finura das partículas, é definido como a razão entre o diâmetro de Feret máximo (distância máxima entre duas tangentes paralelas a dois lados opostos da partícula) e o diâmetro de Feret mínimo (distância mínima entre duas tangentes paralelas em lados opostos da partícula). Desse modo, um fator de forma de 1 corresponde a uma esfera e um fator de forma de \2 corresponde a um cubo.

[0069] No presente texto, o termo "partícula" corresponde a uma entidade física que é isolada das outras entidades físicas do pó em questão.

[0070] Entre os vários tipos de pó existentes, em particular, no contexto da presente invenção, os pós obtidos por água atomizadas são preferidos a pós obtidos por atomização a gás. Especificamente, os pós atomizados a água são constituídos por partículas que têm formato muito irregular, que é muito delgado e distante do formato de uma esfera. Tais pós atomizados a água são, então, melhores para a ligação de adesivo da invenção.

[0071] A parte já está agora pronta para ser revestida por aspersão térmica padrão, em particular, por qualquer uma das seguintes técnicas de aspersão: por maçarico, por arco de fio, por aspersão de oxicombustível de alta velocidade (high velocity oxifuel - HVOF) ou por maçarico a arco de plasma (aspersão de plasma atmosférico - APS), aspersão de plasma de gás inerte (inert gas plasma spraying - IPS) ou baixa aspersão de plasma de pressão (low pressure plasma spraying - LPPS), ou por aspersão a frio, que consiste em aspersão em velocidade muito alta de um pó que é aquecido somente por ar quente ou por um gás quente.

[0072] Visto que a superfície é feita de metal e é áspera, qualquer tipo de revestimento é possível. Para uma aplicação antierosão, é apropriado selecionar um revestimento de metal WC (carboneto de tungstênio com um ligante de cobalto). A aspersão de HVOF de alta pressão pode ser usada, por exemplo, para depositar o revestimento de metal WC em compressão.

[0073] A espessura do revestimento se encontra tipicamente na faixa de 0,5 mm a 20 mm.

[0074] Em uma provisão vantajosa, o revestimento de metal que é depositado por aspersão térmica é produzido a partir do mesmo material do pó de metal que é aspergido a frio a fim de formar o revestimento inferior.

[0075] Outras vantagens e características da invenção se mostram na leitura da seguinte descrição feita a título de exemplo e com referência ao desenho em anexo, no qual as Figuras 1 e 2 são micrográficos de um revestimento aspergido sobre um substrato de CMO e obtidas pelo processo da invenção.

[0076] A título de exemplo, a mesma segue uma descrição de aplicação do processo da invenção para produzir um revestimento na borda dianteira de uma pá de ventoinha produzida por moldagem de transferência de resina (RTM).

[0077] A pá de ventoinha de RTM tem uma borda dianteira que é fina e tem formato complexo ao longo de seu comprimento. A espessura da borda dianteira não excede 2 mm. Visto que é produzida a partir de um material compósito (fibras de carbono tridimensionalmente tecidas e uma resina epóxi injetada), a borda dianteira da pá é sensível a erosão. É essencial proteger a borda dianteira com uso de reforço antierosão. Atualmente, tal reforço consiste em uma parte de metal conformado colada na borda dianteira. Nos lados de pressão e sucção da pá, que se estende para além da borda dianteira ao longo de cerca de 40 mm. Embora esse reforço produzido a partir de liga de Ti seja relativamente fino em suas porções que se sobrepõem aos lados de sucção e de pressão da pá, o mesmo é espesso (na faixa de 5 mm a 10 mm) em seu vértice, visto que a liga de Ti é em si um pouco sensível à erosão e uma reserva de espessura é necessária.

[0078] O processo da invenção é aplicado com uso das seguintes etapas:• Desengorduramento: a parte é desengordurada.• Mascaramento antes da aplicação do adesivo: mascaramento é realizado com uso de uma fita adesiva de cloreto de polivinila (PVC) que também é usada como adesivo para fornecer proteção contra o jateamento de areia. Isso protege as zonas que não devem receber adesivo e que não devem ser revestidas.• Jateamento de areia: as zonas que devem receber adesivo são submetidas ao jateamento de areia com uso de coríndon (tamanho de grão 180 μm ou 300 μm). Essa preparação por jateamento de areia serve para obter uma superfície que é de aspereza homogênea, de modo que o adesivo se espalhe regularmente sobre a superfície (deseja-se obter aspereza Ra na faixa de 0,8 μm a 5 μm).• Deposição do adesivo: para esse propósito, o uso é produzido a partir do adesivo de resina epóxi "Spécifix de Struers". O adesivo de resina é preparado através da mistura da resina "Specifix Resin" com seu agente de tratamento "Specifix-40 curing agent".

[0079] Uma escova é usada para espalhar a preparação como uma camada fina sobre a zona da pá que deve receber o adesivo (a zona a ser revestida). Um corante fluorescente pode estar incluído na resina de modo a produzir a regularidade de sua espessura mostrada por contraste de cor ao usar uma lâmpada ultravioleta (UV). De modo ideal, a resina pode ser depositada com uso de uma pistola de aspersão conduzida por um robô de modo a obter melhor capacidade de reprodução. A espessura do adesivo de resina depositado é cerca de 30 μm. Se a espessura for suficientemente fina, o adesivo de resina não deveria deslizar. Finalmente, o pó é depositado manualmente ou com uso de uma pistola de aspersão sobre a zona revestida por adesivo.

[0080] A fim de evitar que os efeitos do adesivo de resina percorram e/ou deslizem sob gravidade, a pá é presa a uma máquina que move a mesma de tal maneira a se opor a esses efeitos, isto é, uma máquina do tipo misturador ou agitador. Nesse exemplo, a máquina é um misturador dinâmico tridimensional tal como uma máquina do tipo "Turbula" (marca registrada) que é usada para um propósito diferente de sua função primária. O movimento tridimensional gerado pela máquina e a velocidade desse movimento são tais que os mesmos impedem que o adesivo de resina de deslizar.

[0081] O pó é, então, aspergido enquanto a parte está se movendo na máquina através do uso de uma pistola de aspersão, conduzida em si por um robô. Especificamente, isso é a pistola de aspersão de um robô de aspersão térmica, mas sua fonte de calor é desativada.

[0082] • Polimerização ou endurecimento do adesivo de resina: o adesivo deresina que tem sido selecionado é endurecido em 1 hora (h) em uma temperatura de 90°C ou em 3 h em uma temperatura de 50°C.

[0083] De modo ideal, a pá continua a ser movida na mesma máquina pelo menos para o tempo necessário para garantir que a resina tenha polimerizado de modo suficiente para não deslizar mais.

[0084] • Acabamento por sopro ou jateamento de areia: o revestimento inferior demetal colado tem o excesso de pó não colado removido por sopro ou por jateamento de areia com coríndon fino (50 μm).

[0085] • Remoção de máscara e inspeção visual: a máscara é removida da partee sua aparência é examinada visualmente. Sua aparência deve mostrar um depósito que tem espessura regular, sem qualquer variação de cor e sem quaisquer vãos locais no revestimento inferior colado.

[0086] Os revestimentos produzidos com uso dessa técnica foram testados para resistência adesiva através do uso do padrão ASTM C333 conhecido como o teste "de aderência" (teste "pull-off").

[0087] Os testes foram realizados com uso de pinos de metal com um revestimento inferior de adesivo de pó de NiAl anteriormente aplicado (Ni185 a partir do fornecedor Praxair) e uma camada de revestimento de metal de NiAl que tem a mesma composição depositada pelo processo de maçarico a arco de plasma soprado. Os valores medidos de adesão foram cerca de 20 megapascals (MPa).

[0088] Em referência às Figuras 1 e 2, as seguintes camadas podem ser vistas:• um substrato de CMO 11 produzido a partir de fibras de carbono (visíveis em seção, de cor pálida) revestidas por resina epóxi (cor mais escura);• um revestimento inferior colocado imediatamente no substrato 11: esse revestimento inferior de adesivo aplicado é constituído por uma camada única 12 de partículas de pó de NiAl incorporadas a metade da profundidade no adesivo de resina 13. À direita (Figura 1 e Figura 2, na localização da seta que marca o adesivo de resina 13), uma partícula de pó foi arrancada durante o polimento;• a camada de revestimento de NiAl 14 aspergida por maçarico a arco de plasma soprado sobre o revestimento inferior e que tem uma espessura de 0,2 mm; e• uma camada 15 de resina de revestimento que cobre o revestimento 14 para polimento subsequente da camada de revestimento 14.

[0089] Mais precisamente, na Figura 1, o revestimento inferior de adesivo é ajustado para ter a espessura de uma camada de partículas de pó. Esse ajuste está associado com a espessura do adesivo de resina anteriormente aplicado. As partículas de NiAl (tipo Ni185, marca registrada Praxair) foram arrancadas durante o polimento.

Claims

1. Processo de preparação para deposição de um revestimento de metal por aspersão térmica sobre uma zona de um substrato a ser revestida, caracterizado pelo fato de que compreende:a) depositar uma camada de adesivo na zona do substrato a ser revestida, sendo que a camada tem uma espessura homogênea superior a 10 μm e inferior a 100 μm;b) depois de depositar a camada de adesivo, mas antes de o adesivo endurecer, aspergir a frio partículas de pó de metal na camada de adesivo na zona do substrato a ser revestida, de modo que as partículas de pó de metal se tornem parcialmente embutidas, na dita camada de adesivo; ec) endurecer a camada de adesivo no qual as partículas de pó são parcialmente embutidas formando, desse modo, uma camada inferior adequada para receber um revestimento de metal depositado através de aspersão térmica;em que o substrato com a camada de adesivo depositada sobre o mesmo é sujeito a um movimento para se opor ao deslizamento do adesivo sobre a zona do substrato a ser revestida, sendo que o dito movimento é continuado durante b) e c), e é parado uma vez que o adesivo tiver endurecido, eem que no fim de b), mais de 70% e menos de 95% da área de superfície da zona a ser revestida é coberta em partículas de pó de metal.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de adesivo tem uma espessura superior a 10 μm e inferior a 50 μm.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita camada de adesivo tem uma espessura inferior a um diâmetro médio d50 das partículas do pó de metal.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de adesivo é formada por um adesivo de epóxi que compreende uma resina e um agente de endurecimento.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que antes de a), uma aspereza da superfície do substrato na zona a ser revestida é feita uniforme.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda por compreender submeter o revestimento inferior ao acabamento através da remoção de partículas de pó de metal não coladas.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda por compreender depositar um revestimento de metal no revestimento inferior através de aspersão térmica formando, desse modo, uma camada protetora de metal na zona do substrato a ser revestida.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato é feito de um compósito de matriz orgânica.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o compósito de matriz orgânica compreende fibras de carbono e resina.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o substrato é um aerofólio e a zona do substrato a ser revestida é uma borda dianteira do aerofólio.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que:dita camada de adesivo tem uma espessura que é 30% a 95% de um diâmetro médio d50 das partículas de pó de metal;no fim de b), mais que 70% e menos que 95% de uma área de superfície da borda dianteira do aerofólio é coberta pelas partículas de pó de metal; eas partículas de pó de metal têm um fator de esfericidade de partícula que é menor que 0,75, e um fator de forma de 1,5 a 3.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que:dita camada de adesivo tem uma espessura que é 40% a 80% de um diâmetro médio d50 das partículas de pó de metal; eas partículas de pó de metal tem um fator de esfericidade de partícula que é menor que 0,60, e um fator de forma de 1,8 a 2.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda depositar um revestimento de metal através de aspersão térmica no revestimento inferior, formando desse modo, uma camada de metal protetor na zona de substrato a ser revestida.

14. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda depositar um revestimento de metal através de aspersão térmica no revestimento inferior, formando desse modo, uma camada de metal protetor na zona de substrato a ser revestida.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda depositar um revestimento de metal através de aspersão térmica no revestimento inferior, formando desse modo, uma camada de metal protetor na zona de substrato a ser revestida.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a zona do substrato a ser revestida é uma borda dianteira de um aerofólio.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:dita camada de adesivo tem uma espessura que é 30% a 95% de um diâmetro médio d50 das partículas de pó de metal;no fim de b), mais que 70% e menos que 95% de uma área de superfície da zona do substrato a ser revestida é coberta pelas partículas de pó de metal; eas partículas de pó de metal tem um fator de esfericidade de partícula que é menor que 0,75, e um fator de forma de 1,5 a 3.