EFFECT OF TEMPERATURE AND SUBSTRATE ROUGHNESS ON THE ADHESION OF COATINGS OF Ni ALLOY DEPOSITED BY FLAME SPRAY ( EFECTO DE LA TEMPERATURA Y RUGOSIDAD DEL SUSTRATO SOBRE LA ADHERENCIA DE RECUBRIMIENTOS DE UNA ALEACIóN DE Ni DEPOSITADOS MEDIANTE PROYECCIóN TéRMICA POR LLAMA )

摘要

The temperature and roughness at which the adhesion occurs among an oxy-fuel thermally sprayed coating from a nickel-alloy powder and AISI 1020 carbon steel substrate is reported. The coatings were obtained using a modified Castolin Eutectic-Terodyn 2000 torch coupled to an electromechanical chamber, which allows to control the parameters of process. In order to establish the effect of the substrate roughness on the adhesion of coatings, these surfaces are prepared with SiC abrasive paper and abrasive blasting of corundum particles. The average roughness (Ra) obtained varies between 0,027±0,012 and 4,9±0,77 μm. The effect of substrate preheating temperature was evaluated for each test varying the speed of the torch and the preheating number passes, while the spraying distance and the oxidizing flame were kept constant. The spraying distance was 150 mm, while the flame used was obtained by mixing 21.8 L/min of acetylene and 59.5 L/min of oxygen. The torch speed was increased from 0.63 to 0.77 cm/s. The results indicate that the adhesion begins from an Ra value of 0,079±0,077 μm and a substrate preheating temperature of 180°C. From these values, as the roughness and temperature of the substrate increases, adhesion improves. Such studies contribute to the understanding of the mechanisms of adhesion between the coating and the substrate when flame spray is used. Se reporta la influencia de la temperatura de precalentamiento y rugosidad superficial del sustrato a partir de las cuales se produce la adhesión de recubrimientos de una aleación de Ni, depositados sobre acero al carbono AISI 1020 mediante proyección térmica por llama oxiacetilénica. Los recubrimientos fueron obtenidos usando una antorcha Eutectic Castolin-Terodyn 2000 modificada, acoplada a una cámara que dispone de sistemas electromecánicos a través de los cuales se controlan los parámetros del proceso. Con el fin de establecer el efecto del acabado superficial del sustrato sobre la adhesión de los recubrimientos, estos se prepararon superficialmente con papel y chorro abrasivo, el primero de SiC y el segundo usando partículas de corindón, las rugosidades medias (Ra) obtenidas variaron entre 0,027±0,012 y 4,9±0,77 μm. El efecto de la temperatura de precalentamiento del sustrato fue evaluado cambiando para cada ensayo la velocidad de la antorcha y el número de pases de precalentamiento, manteniendo constate la llama oxiacetilénica y la distancia de proyección de 150 mm. La llama utilizada se obtuvo mediante la combustión de una mezcla de 21,8 l/min de acetileno con 59,5 l/min de oxígeno, la velocidad de la antorcha fue aumentada desde 0,63 hasta 0,77 cm/s. Los resultados indican que la adhesión se empieza a dar a partir de una rugosidad media (Ra) de 0,079±0,077 μm y con una temperatura de precalentamiento del sustrato de 180°C, a partir de allí a medida que aumenta la rugosidad y la temperatura del sustrato, la adhesión es cada vez mejor. Este tipo de estudios contribuyen a la comprensión de los mecanismos de adhesión entre el recubrimiento y el sustrato, cuando se usa proyección térmica por llama.z