ResumenEn este artículo se utiliza la técnica de proyección fría (Cold Gas Spray -CGS-) para la obtención y caracterización de materiales compuestos constituidos por una matriz metálica de bronce de aluminio y una fase cerámica de alúmina con la intención de mejorar la resistencia al desgaste de los recubrimientos de bronce metálico puros. Se describen los diferentes procesos que ocurren durante la formación del recubrimiento (acritud de las partículas metálicas, rotura de las partículas cerámicas, efecto de granallado sobre el substrato metálico, entre otros) y se analizan cuáles son sus consecuencias sobre las propiedades del recubrimiento. Se han realizado ensayos de desgaste por fricción (ensayo Ball-on-Disk), abrasión (Rubber Wheel) y erosión, así como se ha determinado la microdureza y adherencia, y correlacionando los resultados obtenidos con el contenido de fase cerámica del recubrimiento. Se concluye que la fase cerámica reforzante incrementa sustancialmente las propiedades tribológicas con relación al bronce de partida. Finalmente se analizan los diferentes mecanismos de desgaste que tienen lugar durante los ensayos tribológicos.
Palabras claveProyección fría; Unión estado sólido; Tribología; Compuesto; Bronce; Alúmina; Refuerzo; Desgaste.
Metal-ceramic composite coatings obtained by new thermal spray technologies: Cold Gas Spray (CGS) and its wear resistance AbstractIn this paper, composite coatings composed by an aluminum bronze metal matrix and a hard ceramic alumina phase obtained by cold spray technique were obtained in order to increase the tribological properties of the pure bronze coatings. The different processes that occur during the coating formation (hardening of the metal particles, fragmentation of the ceramic particles, shot peening on the metal substrate, etc) are described and their effects on the coating properties are studied. Wear tests consisting on Ball-on-Disk tests, abrasion Rubber Wheel tests and erosion tests as well as microhardness and adhesion tests are carried out and the results are correlated with the ceramic phase content of the coatings. It can be concluded that the hard ceramic phase increases the tribological properties with relation of the initial bronze coating. Finally, main wear mechanisms during the tribological tests are described.
KeywordsCold spray; Solid state joining; Tribology; Composite; Bronze; Alumina; Reinforcement; Wear.
INTRODUCCIÓN
Sobre el estado del arte de la proyección fríaEn los últimos años, las tecnologías de proyección térmica han evolucionado generando nuevos procedimientos y materiales que permiten realizar recubrimientos a medida para diferentes aplicaciones. Una de las limitaciones que existía en los procesos de proyección térmica convencionales (por ejemplo HVOF -High Velocity Oxy Fuel-, Plasma o llama) parece ser superado por un nuevo proceso denominado proyección fría (Cold Gas Spray, CGS). La proyección fría es un proceso de proyección en estado sólido, lo que hace posible la deposición de materiales susceptibles a la oxidación como ...