ES2205417T3 - Mezcla gaseosa ternaria y aplicacion de esta mezcla en la proyeccion con plasma de materiales refractarios. - Google Patents
Mezcla gaseosa ternaria y aplicacion de esta mezcla en la proyeccion con plasma de materiales refractarios.Info
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Abstract
GAS PLASMAGENO CONSTITUIDO POR UNA MEZCLA TERNARIA DE HELIO, DE ARGON Y DE HIDROGENO, CARACTERIZADO PORQUE CONTIENE MENOS DE 30 % DE HELIO, AL MENOS UN 55 % DE ARGON Y ENTRE UN 5,5 Y UN 15 % DE HIDROGENO. EL GAS PLASMAGENO SEGUN LA INVENCION ES SUSCEPTIBLE DE UTILIZARSE EN UN PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO TERMICO, COMO LA PROYECCION DE PLASMA DE UN MATERIAL REFRACTARIO O METALICO.
Description
Mezcla gaseosa ternaria y aplicación de esta
mezcla en la proyección con plasma de materiales refractarios.
La presente invención se refiere a una mezcla
gaseosa ternaria para la proyección con plasma y a su utilización
en un procedimiento de proyección con plasma especialmente de
materiales refractarios.
La proyección con plasma es un procedimiento de
tratamiento térmico que permite realizar un revestimiento
superficial sobre un objeto, una pieza u otro elemento similar
pudiendo dicho revestimiento entonces, según el caso, desempeñar un
papel de depósito antidesgaste, anticorrosión, antifricción o de
barrera térmica y/o eléctrica.
De manera conocida por sí misma, la proyección
con plasma es un procedimiento de revestimiento térmico que
consiste en introducir un material en partículas en un chorro de
gas plasmógeno en el seno del cual las partículas se funden y se
aceleran antes de chocar sobre la superficie de la pieza que se ha
de revestir.
Entre los diferentes tipos de materiales en
partículas que se pueden utilizar en el procedimiento de proyección
con plasma, se pueden citar los polvos metálicos constituidos por
un metal puro o por una aleación de varios metales, polvos de
materiales compuestos, por ejemplo un polvo de carburo de tungsteno
en una matriz de cobalto, o polvos cerámicos, tales como óxidos
refractarios, por ejemplo óxidos de aluminio, zirconio, cromo,
compuestos mixtos del tipo de una mezcla de aluminio/dióxido de
titanio, etc.
Usualmente, los gases utilizados en la proyección
con plasma son mezclas especialmente binarias, ternarias o
cuaternarias de argón, hidrógeno, nitrógeno y/o helio cuyas
proporciones respectivas varían considerablemente en función
especialmente del material proyectado y/o del material que se ha de
revestir.
Así, el documento
EP-A-0.451.051 describe una mezcla
de gases plasmógena constituida por una mezcla ternaria de helio,
argón e hidrógeno, la cual contiene del 30 al 70% de helio, del 10
al 50% de argón y del 8 al 25% de hidrógeno.
Además, el documento
EP-A-0.639.427 describe, por su
parte, mezclas gaseosas que comprenden de 4 a 5 constituyentes, a
saber mezclas que comprenden argón, helio, hidrógeno y dióxido de
carbono y/u oxígeno.
Por otra parte, ya se han descrito mezclas
gaseosas binarias de argón/hidrógeno y de argón/helio.
Actualmente, los procedimientos de proyección con
plasma utilizan diferentes tipos de sopletes que pueden dividirse
en dos categorías, a saber los sopletes de alta potencia y los
sopletes de baja potencia.
Más exactamente, los sopletes de alta potencia
funcionan normalmente con intensidades de corriente elevadas,
típicamente del orden de 500 a 600 A y con caudales de gas
importantes, por ejemplo del orden de 50 a 60 1/min.
Normalmente, este tipo de soplete se utiliza
especialmente para la deposición de materiales refractarios, por
ejemplo materiales del tipo de zirconio itriado.
A la inversa, los sopletes de baja potencia
funcionan con intensidades de corriente más débiles, en general de
300 a 450 A aproximadamente, y con caudales de gas menos
importantes, por ejemplo del orden de 30 a 40 1/min.
Hasta entonces, los sopletes de baja potencia no
se utilizaban más que para la proyección con plasma de materiales
refractarios, excepto en ciertos casos, por ejemplo cuando el
desprendimiento de calor debe permanecer relativamente bajo con el
fin de evitar un sobrecalentamiento del soporte.
Ahora bien, se desea cada vez más generalizar la
utilización de un soplete de baja potencia para todo tipo de
aplicación de proyección con plasma de materiales refractarios y
esto, con el fin de obtener resultados por lo menos comparables
con los obtenidos con sopletes de alta potencia que se utilizan
actualmente.
Sin embargo, se ha observado por los inventores
de la presente invención que las mezclas gaseosas plasmógenas
utilizadas hasta el presente con los sopletes de alta potencia no
son idóneos para sopletes de baja potencia.
En realidad, ensayos realizados por medio de una
mezcla ternaria de argón/hidrógeno/helio de acuerdo con la técnica
anterior han revelado una potencia energética demasiado grande que
conduce a un deterioro rápido del soplete.
El objeto de la presente invención es por tanto
proponer un gas plasmógeno susceptible de ser utilizado
especialmente con sopletes de baja potencia, que permita un
aumento neto del rendimiento de la proyección con respecto a la
mezcla tradicional.
La presente invención se refiere por tanto a un
gas para la proyección con plasma constituido por una mezcla
ternaria de helio, argón e hidrógeno, caracterizada porque contiene
menos del 30% de helio, por lo menos e 55% de argón y del 5,5 al
15% de hidrógeno.
Según el caso, el gas plasmógeno de acuerdo con
la invención puede comprender una o varias de las características
siguientes:
- contiene por lo menos el 60% de argón;
- contiene del 15 al 29% de helio y, con
preferencia por lo menos el 20% de helio;
- contiene del 6 al 14% de hidrógeno, con
preferencia del 7 al 13% de hidrógeno, con preferencia del 8 al 12%
de hidrógeno y, con preferencia, del orden del 10% \pm el 1% de
hidrógeno
- contiene del orden del 70% \pm el 5% de
argón;
- contiene aproximadamente el 10% de hidrógeno,
del 20 al 25% de helio, siendo el resto argón y, eventualmente,
impurezas.
La invención se refiere, además, a la aplicación
del gas plasmógeno anteriormente mencionado a la proyección con
plasma de por lo menos un polvo de un material metálico o
refractario, tal como un material cerámico.
La invención se refiere asimismo a un
procedimiento para la proyección térmica capaz de utilizar un gas
plasmógeno de acuerdo con la invención, especialmente un
procedimiento en el que el gas plasmógeno es suministrado mediante
un soplete de baja potencia.
De acuerdo con otro aspecto, la invención se
refiere también a un procedimiento de preparación de una mezcla
ternaria plasmógena, en el que la mezcla ternaria comprende argón,
helio e hidrógeno, pudiéndose preparar dicha mezcla directamente en
el sitio de utilización, o pudiéndose transportar al sitio de
utilización por medio de canalizaciones, botellas u otros medios
similares.
La presente invención se describirá a
continuación con detalle con la ayuda de ejemplos que se exponen a
título ilustrativo, perro no limitativo.
Se realizaron deposiciones de polvo de
ZrO_{2}/Y_{2}O_{3} (con el 7% de Y_{2}O_{3}) sobre
muestras de acero por medio de un soplete de baja potencia de tipo
clásico, tal como el soplete comercializado por la sociedad
SULZER-METCO con la referencia
SM-F100 CONNEX.
Previamente a la proyección con plasma, las
muestras de ensayo se limpian con chorro de arena de corindón
(grado 300).
Los ensayos E1 y E2 se realizaron con un gas
plasmógeno que presentaba contenidos variables de argón, hidrógeno
y helio, tal como se indica en la siguiente tabla.
En cada ensayo se determinan:
- la porosidad del depósito obtenido mediante
observación del mismo con el microscopio electrónico de barrido y
determinación de la presencia de partículas de
ZrO_{2}/Y_{2}O_{3} no fundidas o mal fundidas;
- el aumento del rendimiento de proyección con
relación a una referencia. (REF) de Ar/H_{2}; y
- el estado del soplete, es decir un eventual
deterioro de la boquilla.
Los resultados obtenidos se indican en la
siguiente tabla.
| ENSAYO Nº | E1 | E2 | REF |
| Ar (%) | 70 | 65 | 90 |
| H_{2}(%) | 10 | 10 | 10 |
| He (%) | 20 | 25 | 0 |
| Intensidad (A) | 340 | 340 | 340 |
| Voltaje (V) | 49 | 49 | 46 |
| Caudal de polvo (g/min) | 29 | 29 | 29 |
| Caudal de gas portador de polvo (1/min) | 2,1 | 2,1 | 2,1 |
| Porosidad total (%) | 7,2 | 9,9 | 8,9 |
| Aumento del rendimiento (%) | + 22 | + 22 | 0 |
| Deterioro de la boquilla | no | no | N. D. |
N, D.: no determinado
A partir de la tabla anterior se deduce que se
obtienen resultados favorables para los ensayos E1 y E2, es decir
para gases plasmógenos que presentan un contenido de argón,
hidrógeno y helio de acuerdo con el del gas de la presente
invención.
En realidad, en el caso de los ensayos E1 y E2,
se LO comprueba un aumento del rendimiento de aproximadamente el
22% para una porosidad inferior al 10% y ausencia de deterioro de
la boquilla del soplete.
De ello se deduce que la proyección con plasma de
materiales refractarios, tales como ZrO_{2}/Y_{2}O_{3},
utilizando 15 una mezcla ternaria (argón/helio/hidrógeno) que
contiene menos del 30% de helio, con preferencia del 20 al 25% de
helio, por lo menos el 55% de argón, y del 5 al 15% de hidrógeno,
con preferencia del orden del 8 al 10% de hidrógeno permite
obtener, de manera sorprendente, un aumento del rendimiento, una
porosidad total aceptable y la ausencia de deterioro de la boquilla
del soplete.
Por lo tanto, el gas plasmógeno de acuerdo con la
invención se podrá utilizar ventajosamente en un procedimiento de
proyección térmica, en particular un procedimiento de proyección
con plasma de por lo menos un polvo de un material refractario,
tal como Cr_{2}O_{3} o ZrO_{2}/Y_{2}O_{3}, etc.
Con preferencia, la operación de proyección con
plasma se efectuará con un caudal de 30 a 40 1/min y/o con una
intensidad inferior a 450 A.
Claims (10)
1. Gas para la proyección con plasma constituido
por una mezcla ternaria de helio, argón e hidrógeno,
caracterizado porque contiene menos del 30% de helio, por
lo menos el 55% de argón y del 5,5 al 15% de hidrógeno.
2. Gas para la proyección con plasma según la
reivindicación 1, caracterizado porque contiene por lo menos
el 60% de argón.
3. Gas para la proyección con plasma según
cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado
porque contiene del 15 al 29% de helio, con preferencia por lo
menos el 20% de helio.
4. Gas para la proyección con plasma según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
porque contiene del 6 al 14% de hidrógeno, con preferencia del 8
al 12% de hidrógeno, con preferencia el 10% \pm 1% de
hidrógeno.
5. Gas para la proyección con plasma según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado
porque contiene el 70% \pm 5% de argón.
6. Gas para la proyección con plasma según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque comprende aproximadamente el 10% de hidrógeno, del 20 al 25%
de helio, siendo el resto argón y, eventualmente, impurezas.
7. Aplicación del gas para la proyección con
plasma según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, para la
proyección con plasma de por lo menos un polvo de un material
refractario y/o por lo menos un material metálico.
8. Procedimiento para la proyección térmica capaz
de utilizar un gas para la proyección con plasma según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 6.
9. Procedimiento para el tratamiento térmico
según la reivindicación 8, caracterizado porque el gas para
la proyección con plasma es suministrado por un soplete de baja
potencia.
10. Procedimiento para la preparación de una
mezcla gaseosa ternaria para la proyección con plasma según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado
porque la mezcla gaseosa se prepara en el sitio de utilización.
Applications Claiming Priority (2)
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| JPH06339775A (ja) * | 1991-07-15 | 1994-12-13 | Nippon Steel Corp | ニッケルおよびニッケル合金材の溶接方法 |
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