The influence of the base material surface preparation on the properties of thermally sprayed coatings

Influencia de la preparación de la superficie del material base en las propiedades de los recubrimientos pulverizados térmicamente

Se realizó una investigación con probetas para determinar la influencia de la preparación de la superficie del material base para 42CrMo4 en el recubrimiento final, antes de la pulverización térmica propiamente dicha. Durante la pulverización térmica, se utilizó una aleación Al-Ni como capa intermedia antes del recubrimiento propiamente dicho con Cr-Mo-Ni. Se midieron la dureza superficial y la distribución de la dureza a lo largo del espesor del recubrimiento pulverizado y se fotografió la estructura de los respectivos recubrimientos pulverizados. La comparación de los resultados experimentales permitió identificar el método concreto de preparación del material con una relación óptima entre el grosor satisfactorio del revestimiento y su dureza.

INTRODUCCIÓN

La pulverización térmica se utiliza a menudo para reparar los defectos o daños en los ejes y muñones de eje pesados y de formas complejas. En este tipo de piezas, el revestimiento soldado puede provocar (macro) deformaciones debido a la intensa penetración del calor y problemas con el mecanizado final. No son raros los casos en que ejes y muñones de 500 a 1000 kg dejan de funcionar como es debido sólo por grietas y abolladuras superficiales localmente concentradas con una pérdida total de material medida en varias décimas de gramo. Antes de la pulverización, estas grandes piezas se mecanizan en los talleres, donde las condiciones suelen ser diferentes y no pueden igualarse a las del laboratorio. El plan experimental prevé diversas variantes de preparación del material de base que luego se sometería a la pulverización térmica del material añadido. El objetivo del experimento es utilizar las variaciones de la estructura y la calidad de la superficie durante la preparación del material de base, con el fin de especificar la influencia de los parámetros de la superficie en las propiedades finales requeridas del revestimiento pulverizado.

DAÑOS EN EL EJE DE UN VAGÓN Y EN EL EJE DE UNA PRENSA DE HUSILLO

Para determinar qué material base investigar, se llevó a cabo un cribado preliminar [1, 2, 3]. Basándose en esa información y debido a su uso frecuente para ejes, se seleccionó como material base el acero 42CrMo4 templado y revenido, una especificación según la norma EN 10027-1 [4]. Entre otras aplicaciones, ese acero en particular se utiliza para fabricar los componentes de los vagones de ferrocarril de carga y los ejes de las prensas de husillo.

La figura 1 muestra un ejemplo de daños en el eje de un vagón de ferrocarril causados por la torsión del anillo interior del rodamiento de rodillos. Estos daños aparecen como grietas (daños mecánicos superficiales) de 0,8 mm de profundidad y de 40 a 50 mm de longitud radialmente al eje de la rueda [1].