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Revestimiento (metalurgia)

El revestimiento es la unión de metales diferentes . Es diferente de la soldadura por fusión o el pegado como método para unir los metales. El revestimiento se logra a menudo extruyendo dos metales a través de una matriz, así como presionando o laminando láminas juntas bajo alta presión .

La Casa de la Moneda de los Estados Unidos utiliza un revestimiento para fabricar monedas de distintos metales, lo que permite utilizar un metal más barato como relleno. Por ejemplo, las monedas de diez y veinticinco centavos acuñadas desde 1965 tienen núcleos hechos de cobre puro, con una capa de revestimiento compuesta por un 75 % de cobre y un 25 % de níquel añadido durante la producción. Las monedas de medio dólar acuñadas entre 1965 y 1969 para circulación y en 1970 para coleccionistas también incorporaban un revestimiento, aunque en el caso de esas monedas, el núcleo era una mezcla de un 20,9 % de plata y un 79,1 % de cobre, y su capa de revestimiento era de un 80 % de plata y un 20 % de cobre. Las monedas de medio dólar acuñadas desde 1971 se producen de forma idéntica a las monedas de diez y veinticinco centavos.

El revestimiento láser es un método de fabricación aditiva para recubrimientos de metal o restauraciones precisas de piezas mediante el uso de láser de fibra óptica multimodo de alta potencia . [1]

Unión por laminación

En la unión por laminación , se limpian a fondo dos o más capas de metales diferentes y se pasan a través de un par de rodillos bajo suficiente presión para unir las capas. La presión es lo suficientemente alta como para deformar los metales y reducir el espesor combinado del material revestido. Se puede aplicar calor, especialmente cuando los metales no son lo suficientemente dúctiles . Como ejemplo de aplicación, la unión de las láminas se puede controlar pintando un patrón en una lámina; solo se unen las superficies metálicas desnudas y la parte no unida se puede inflar si la lámina se calienta y el revestimiento se vaporiza. Esto se utiliza para fabricar intercambiadores de calor para equipos de refrigeración. [2]

Soldadura explosiva

En la soldadura explosiva, la presión para unir las dos capas se proporciona mediante la detonación de una lámina de explosivo químico. No se produce ninguna zona afectada por el calor en la unión entre metales. La explosión se propaga a través de la lámina, que tiende a expulsar impurezas y óxidos de entre las láminas. Se pueden fabricar piezas de hasta 4 x 16 metros. El proceso es útil para revestir láminas metálicas con una capa resistente a la corrosión. [2]

Revestimiento láser

Un esquema del equipo

El revestimiento láser [3] [4] es un método de depósito de material mediante el cual un material en polvo o alambre se funde y se consolida mediante el uso de un láser para recubrir parte de un sustrato o fabricar una pieza con una forma casi final ( tecnología de fabricación aditiva ).

A menudo se utiliza para mejorar las propiedades mecánicas o aumentar la resistencia a la corrosión , reparar piezas desgastadas, [5] [6] y fabricar compuestos de matriz metálica . [7] El material de la superficie puede revestirse con láser directamente sobre un componente altamente estresado, es decir, para hacer una superficie autolubricante . Sin embargo, tal modificación requiere una mayor industrialización del proceso de revestimiento para adaptarlo a una producción en masa eficiente. La investigación adicional sobre los efectos detallados de la topografía de la superficie , la composición del material del material revestido con láser y la composición del paquete de aditivos en los lubricantes sobre las propiedades tribológicas y el rendimiento se estudian preferiblemente con pruebas tribométricas.

Proceso

Se utiliza un láser para fundir polvo metálico que cae sobre un sustrato que se va a recubrir. El metal fundido forma un charco sobre el sustrato; al mover el sustrato, el charco de metal fundido se solidifica en una pista de metal sólido. Algunos procesos implican mover el conjunto de boquillas de polvo y láser sobre un sustrato estacionario para producir pistas solidificadas. El movimiento del sustrato está guiado por un sistema CAM que interpola objetos sólidos en un conjunto de pistas, produciendo así la pieza deseada al final de la trayectoria.

Los diferentes sistemas de alimentación disponibles

Las máquinas automáticas de revestimiento láser son objeto de una investigación y un desarrollo continuos. Muchos de los parámetros del proceso deben configurarse manualmente, como la potencia del láser, el punto focal del láser, la velocidad del sustrato, la tasa de inyección de polvo, etc., y, por lo tanto, requieren la atención de un técnico especializado para garantizar los resultados adecuados. Gracias al uso de sensores para controlar la altura y el ancho de la pista depositada, las propiedades metalúrgicas y la temperatura, ya no se requiere la observación constante de un técnico para producir un producto final. Se han realizado más investigaciones en el ámbito del procesamiento directo, en el que se desarrollan parámetros del sistema en torno a propiedades metalúrgicas específicas para aplicaciones definidas por el usuario (como la microestructura, las tensiones internas, los gradientes de la zona de dilución y el ángulo de contacto del revestimiento).

Ventajas

Véase también

Referencias

  1. ^ "Aplicaciones de revestimiento láser | IPG Photonics". ipgphotonics . Consultado el 23 de junio de 2022 .
  2. ^ ab Bralla, James G. Manual de procesos de fabricación Industrial Press 2007 ISBN 978-0-8311-3179-1 páginas 310-312 
  3. ^ Vilar, R. (1999). "Revestimiento láser". Revista de aplicaciones láser . 11 (2): 64–79. Código Bibliográfico :1999JLasA..11...64V. doi : 10.2351/1.521888 .
  4. ^ Toyserkani, Ehsan; Stephen Corbin; Amir Khajepour (2004). Revestimiento láser . Boca Raton, FL: CRC Press.
  5. ^ Capello, E.; Colombo, D.; Previtali, B. (2005). "Reparación de herramientas sinterizadas mediante revestimiento láser por alambre". Revista de tecnología de procesamiento de materiales . 164–165: 990–1000. doi :10.1016/j.jmatprotec.2005.02.075.
  6. ^ Brandt, M.; Sun, S.; Alam, N.; Bendeich, P.; Bishop, A. (2009). "Reparación mediante revestimiento láser de álabes de turbinas en plantas de energía: de la investigación a la comercialización". International Heat Treatment & Surface Engineering . 3 (3): 105. doi :10.1179/174951409X12542264513843.
  7. ^ Yakovlev, A.; Bertrand, P.; Smurov, I. (2004). "Revestimiento láser de recubrimientos compuestos de matriz metálica resistentes al desgaste". Thin Solid Films . 453–454: 133–138. Bibcode :2004TSF...453..133Y. doi :10.1016/j.tsf.2003.11.085.

Enlaces externos