Efecto de la presión parcial de los gases de combustión sobre la resistencia a la corrosión y al desgaste de recubrimientos de Níquel, producidos mediante la técnica de proyección térmica por llama

Abstract

En este trabajo se presentan resultados de los estudios de la resistencia a la corrosión y al desgaste de recubrimientos comerciales base níquel, depositados por la técnica de proyección térmica Proyección – Fusión usando un equipo SuperJet Eutalloy, variando el flujo de oxígeno en el sistema de depósito. La caracterización cristalográfica de los recubrimientos, realizada mediante la técnica de difracción de rayos X (XRD), permitió establecer el efecto que tiene la variación de flujo de oxígeno en la mezcla de los gases de combustión sobre los parámetros cristalográficos de los recubrimientos. Se pudo detectar el proceso de decarburización del sistema WC/Co por efecto de la alta temperatura que alcanza la llama con más altos flujos de oxígeno. Así mismo, se determinó el efecto que tiene los cambios de flujo de oxígeno en la composición química de los recubrimientos, la cual se realizó mediante el uso de las técnicas de espectroscopía de electrones dispersados (EDS), emisión de rayos X inducidos por partículas (PIXE) y espectroscopía de retrodispersión de Rutherford (RBS). Se determinó el proceso de decarburización del sistema WC/Co detectada por XRD, así como la acumulación de Cl en las zonas sometidas a los ensayos de corrosión y la formación de óxidos de Ni sobre las huellas producidas por las pruebas de desgaste. Los análisis morfológicos y topográficos se hicieron por medio de microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía laser Confocal y perfilometría laser. Se pudo establecer una alta incidencia en la rugosidad de las superficies sobre la resistencia a la corrosión y al desgaste de los recubrimientos, también, se analizaron las huellas de los ensayos de rayado y desgaste para establecer los mecanismos de falla y desgaste de los recubrimientos ante los ensayos tribológicos. El análisis de la resistencia a la corrosión se realizó por medio de las técnicas de polarización potenciodinámica y espectroscopía de impedancia electroquímica. Con estas técnicas se pudo determinar el grado de porosidad y la resistencia a la polarización de los recubrimientos. El grado de porosidad mostró ser un factor determinante en la resistencia a la corrosión y al desgaste de los recubrimientos. Así mismo, la microdureza de los recubrimientos, obtenida mediante microindentación Knoop, influencio de manera evidente la resistencia al desgaste, tanto adhesivo como abrasivo.

Abstract: In this work, the results of the research of the corrosion and wear resistance of nickel-based coatings, deposited via Spray and Fuse thermal spray technique, using a SuperJet Eutalloy equipment, varying the oxygen flow in the deposit system are presented. The crystallographic characterization of the coatings carried out using the X-ray diffraction technique (XRD), allowed to establish the effect of the variation of oxygen flow, in the mixture of the combustion gases, on the crystallographic parameters of the coatings. It was possible to detect the decarburization process of the WC/Co system due to the high temperature reached by the flame with higher oxygen flows. Likewise, the changes of oxygen flow in the chemical composition of the coatings were determined, which was carried out using the techniques of dispersed electron spectroscopy (EDS), X-ray emission by particle induction (PIXE) and Rutherford backscattering spectroscopy (RBS). The decarburization process of the WC/Co system, detected by XRD, was corroborated, as well as the accumulation of Cl in the areas subjected to the corrosion tests and the formation of Ni oxides on the tracks produced by the wear tests. The morphological and topographic analyzes were made using scanning electron microscopy (SEM), Confocal laser microscopy and laser profilometry. It was possible to establish a high incidence in the roughness of the surfaces on the resistance to corrosion and wear of the coatings. Also, the tracks of scratch and wear tests were analyzed to establish the failure and wear mechanisms of the coatings before the tribological tests. The corrosion resistance analysis was carried out using potentiodynamic polarization techniques and electrochemical impedance spectroscopy. With these techniques, it was possible to determine the degree of porosity and the polarization resistance of the coatings. The porosity degree proved to be a determining factor in the corrosion resistance and wear of the coatings, also, the microhardness, obtained by Knoop microindentation, clearly influenced the wear resistance both adhesive and abrasíve.