A metalização por aspersão térmica Arc Spray é um método de pulverização térmica usado para depositar revestimentos metálicos em superfícies de peças e componentes metálicos.
Características técnicas
O processo de metalização Arc Spray envolve a fusão de consumíveis metálicos utilizando um arco elétrico e a propulsão das partículas fundidas sobre um substrato, com a finalidade de formar um revestimento. O equipamento emprega dois arames que se alimentam na pistola de pulverização.
Logo depois, se gera um arco elétrico entre suas pontas, fundindo-os. Ao mesmo tempo, ar comprimido ou outro gás se usa para atomizar o metal fundido e da mesma forma, acelerar as partículas em direção à peça de trabalho. Criando por conseguinte, uma camada de revestimento.
Vantagens da metalização por aspersão
- Altas taxas de deposição: O método Arc Spray oferece em primeiro lugar, altas taxas de deposição, em comparação com outros processos de pulverização térmica. Tornando-o dessa maneira, muito adequado para grandes áreas e ademais revestimentos espessos.
- Versatilidade em materiais: Pode utilizar uma ampla gama de metais, incluindo ligas ferrosas e não ferrosas, com o intuito de alcançar propriedades específicas.
- Força de aderência: Os revestimentos efetuados exibem com toda a certeza, uma forte aderência aos substratos.
- Espessura controlada: O processo permite um controle preciso sobre a espessura do revestimento, que pode variar de micrômetros a vários milímetros.
- Propriedades de superfície: A aplicação de camadas metálicas podem melhorar significativamente as propriedades de superfícies em peças de trabalho, como por exemplo, a dureza, resistência ao desgaste e ademais resistência à corrosão.
Aspectos econômicos
A metalização Arc Spray é economicamente vantajosa por várias razões:
- Materiais de custo eficiente: Os arames utilizados são frequentemente menos caros em comparação com outros materiais de pulverização térmica.
- Alta eficiência: A alta taxa de deposição reduz o tempo de processamento. Levando por conseguinte, a uma maior produtividade e do mesmo modo, menores custos de mão de obra.
- Desperdício mínimo: A maior parte do material se deposita no substrato.
- Durabilidade dos equipamentos: São robustos e ademais possuem uma longa vida útil operacional, reduzindo dessa forma, a necessidade de substituições e manutenção frequentes.
Arames utilizados na metalização por aspersão Arc Spray
Ligas ferrosas
Aços carbono: Comumente utilizados para resistência ao desgaste e igualmente em aplicações de restauração dimensional.
Ligas inoxidáveis: Oferecem excelente resistência à corrosão em ambientes expostos a produtos químicos agressivos.
Aços ferramenta: Fornecem alta dureza, usando-se em aplicações que requerem resistência extrema ao desgaste.
Ligas não ferrosas
Ligas de alumínio: São leves e da mesma forma, resistentes à corrosão. Empregando-se em revestimentos protetores nas indústrias marítima e aeroespacial.
Ligas de cobre: Conhecidas por sua excelente condutividade elétrica e térmica. Usadas frequentemente em componentes elétricos e ademais em trocadores de calor.
Ligas de níquel: Em virtude da boa resistência a altas temperaturas, se usam em componentes sujeitos a ciclos térmicos.
Preparação das peças
A preparação das peças é com toda a certeza, um passo crucial no processo de metalização por aspersão térmica Arc Spray. Pois garante a adesão adequada do revestimento e por conseguinte, a eficácia e durabilidade do mesmo. Uma preparação inadequada pode resultar em falhas prematuras do revestimento. Como por exemplo baixa aderência e desempenho insatisfatório.
Portanto, os cuidados necessários na preparação das peças são:
Limpeza inicial
Primeiramente será necessário efetuar a remoção de todos os contaminantes superficiais. Como por exemplo, óleos, graxas, sujeira e outros contaminantes podem interferir na aderência do revestimento. A limpeza inicial pode realizar-se por meio de desengraxe com solventes, detergentes industriais ou igualmente com processos de limpeza a vapor. O objetivo é garantir em primeiro lugar que a superfície da peça esteja completamente livre de materiais que possam prejudicar a adesão do revestimento.
Jateamento abrasivo
Após a limpeza inicial, o próximo passo é o jateamento abrasivo. Que é fundamental para criar uma superfície rugosa e por conseguinte, promover a aderência mecânica do revestimento. Esse processo envolve a propulsão de partículas abrasivas, como óxido de alumínio, granalha de aço ou carbeto de silício, contra a superfície da peça, a alta velocidade. O jateamento abrasivo não só remove qualquer óxido ou resíduo remanescente, mas também cria um perfil de superfície ideal para a aplicação do revestimento.
A rugosidade da superfície criada pelo jateamento abrasivo é crucial, pois ela aumenta a área de contato entre o substrato e o revestimento, melhorando por conseguinte a ancoragem mecânica. A escolha do material abrasivo e dos parâmetros de jateamento (como pressão e tamanho das partículas) deve controlar-se cuidadosamente. Com o fim de garantir uma preparação de superfície adequada, sem causar danos à peça.
Inspeção pós-jateamento
Após o jateamento abrasivo, a superfície deve inspecionar-se, com o propósito de garantir que se produz uma rugosidade adequada e ademais que não há resíduos de produtos abrasivos ou contaminantes. Por outro lado, e essencial que a superfície esteja limpa e preparada adequadamente antes da aplicação do revestimento.
Máscaras e proteções
Em muitas aplicações, apenas certas áreas das peças requerem revestimento. Portanto, é necessário aplicar máscaras ou proteções, com a finalidade de evitar a deposição de material em áreas indesejadas. Materiais comuns para mascaramento incluem fitas adesivas resistentes ao calor, chapas metálicas, e da mesma forma, outros materiais que podem suportar o ambiente Arc Spray.
O processo de mascaramento deve realizar-se com precisão, com o propósito de garantir que apenas as áreas desejadas possam revestir-se. Minimizando retrabalhos e ademais assegurando a uniformidade dos enchimentos. Por outro lado, as máscaras devem verificar-se regularmente durante o processo de aplicação do revestimento. Com o intuito de assegurar que estejam posicionadas corretamente.
Preaquecimento
Em alguns casos, pode ser necessário preaquecer as peças antes da metalização por aspersão. Com o propósito de ajudar a eliminar qualquer umidade residual na superfície e por conseguinte melhorar a adesão do revestimento. Primordialmente em substratos que tendem a ter expansão térmica significativa. Além disso, a temperatura e a duração do preaquecimento deve controlar-se cuidadosamente, com o fim de evitar danos ao substrato.
Considerações ambientais
A preparação das peças também deve considerar as condições ambientais do local de trabalho. Umidade, temperatura e contaminação atmosférica podem afetar a qualidade da preparação das superfícies e como resultado a aderência do revestimento. Trabalhar em um ambiente controlado, onde fatores como umidade e temperatura estejam em faixas aceitáveis, pode garantir uma preparação mais consistente e ao mesmo tempo, de alta qualidade.
Componentes do sistema Arc Spray
- Pistola de pulverização: A pistola Arc Spray é com toda a certeza, o coração do sistema. Onde a fusão dos arames metálicos e a atomização das partículas ocorrem. Possui bicos que dirigem o ar comprimido, com o propósito de atomizar o metal fundido e ademais propulsar as partículas em direção ao substrato.
- Fonte de alimentação: Fornece a energia necessária para criar e manter o arco elétrico. Além disso, e capaz de fornecer corrente e tensão ajustáveis para controlar a taxa de fusão dos arames metálicos.
- Alimentador de arame: Deve ser capaz de manter uma taxa de alimentação consistente, para evitar interrupções no processo.
- Compressor de ar: A pressão e o volume do ar comprimido devem adequar-se para garantir uma atomização eficiente e da mesma forma, uma boa projeção das partículas.
Parâmetros operacionais da metalização por aspersão
- Tensão e corrente do arco: A tensão e a corrente do arco elétrico são parâmetros que afetam não apenas a taxa de fusão dos arames, como também a forma da deposição metálica.
- Distância de pulverização: A distância entre a pistola de pulverização e o substrato é um fator crítico que influencia a qualidade do revestimento. Se por exemplo, a distância for muito pequena, pode ocorrer acúmulo excessivo de material e portanto falta de uniformidade. Se for muito grande, pode resultar em perda de material e ademais diminuição da aderência do revestimento. A distância ideal geralmente varia entre 100 mm e 200 mm, dependendo em primeiro lugar do material de base e também da aplicação específica.
- Pressão de ar: Deve ajustar-se cuidadosamente, com a finalidade de garantir uma atomização eficiente das partículas metálicas fundidas. Pressões muito baixas podem resultar em partículas grandes e uma deposição irregular. Enquanto pressões muito altas podem causar excesso de pulverização e da mesma forma, perda de material. A pressão ideal do ar varia tipicamente entre 3 a 6 bar.
Procedimentos
- Configuração inicial: Uma configuração inicial adequada inclui a verificação de todos os componentes do sistema, como a integridade da pistola, a calibração da fonte de alimentação e a configuração do alimentador de arame e do compressor de ar. Todas as conexões devem verificar-se, para garantir que não haja vazamentos de ar ou da mesma forma, problemas elétricos.
- Manutenção contínua: A manutenção regular do equipamento é essencial para garantir a consistência e a qualidade da metalização. Isso inclui a limpeza dos bicos da pistola, a substituição dos fios de eletrodo desgastados e a inspeção periódica dos componentes do sistema.
- Monitoramento e ajustes: Durante a operação, é crucial monitorar continuamente os parâmetros operacionais e fazer os ajustes necessários. A temperatura do substrato, a velocidade de pulverização e a taxa de alimentação do arame devem verificar-se constantemente para garantir que o processo esteja dentro das especificações desejadas.
- Segurança: A metalização Arc Spray envolve altas correntes elétricas e temperaturas elevadas, o que requer medidas de segurança rigorosas. Os operadores devem usar equipamentos de proteção individual, como óculos de segurança, luvas resistentes ao calor e roupas apropriadas. Além disso, o ambiente de trabalho deve ventilar-se adequadamente para evitar a inalação de fumos metálicos.
Melhores práticas
Treinamento adequado: Os operadores de Arc Spray devem receber treinamento adequado para entender os princípios do processo e as melhores práticas operacionais. Isso inclui o conhecimento sobre a configuração do equipamento, o ajuste dos parâmetros e as técnicas de aplicação.
Controle de qualidade: Implementar procedimentos de controle de qualidade rigorosos para inspecionar o revestimento durante e após a aplicação. Isso pode incluir a medição da espessura do revestimento, a verificação da aderência e a inspeção visual para detectar quaisquer defeitos.
Documentação e registro: Manter registros detalhados de todos os parâmetros operacionais, configurações de equipamentos e condições ambientais durante o processo de metalização por aspersão térmica Arc Spray. Isso ajuda a identificar e corrigir problemas rapidamente e a garantir a repetibilidade e a consistência do processo.
Aplicações industriais do processo Arc Spray
O processo de metalização por aspersão térmica Arc Spray se emprega em várias indústrias para melhorar as propriedades de componentes críticos. A versatilidade e eficiência tornam-no ideal para aplicações em muitos componentes industriais.
Eixos
Os eixos são componentes vitais em muitas máquinas e equipamentos, incluindo motores, sistemas de transmissão e máquinas industriais. Frequentemente se submetem a altos níveis de desgaste, devido à rotação constante e ao contato com outros componentes. Os materiais de revestimento comumente usados incluem ligas de aço inoxidável, ligas de níquel e cromo, que proporcionam uma excelente resistência ao desgaste e à corrosão.
Virabrequins
Os virabrequins são componentes essenciais nos motores de combustão interna, convertendo o movimento linear dos pistões em movimento rotativo. Eles operam sob condições extremas de pressão e calor, tornando-os suscetíveis a desgaste e fadiga. Revestimentos de ligas de níquel cromo e aços ferramenta se utilizam frequentemente para este propósito, proporcionando uma superfície durável que pode suportar as condições adversas dentro do motor.
Bombas
Bombas industriais se empregam em uma ampla gama de aplicações, desde o bombeamento de água em sistemas de abastecimento até o manuseio de fluidos corrosivos em processos químicos. As partes internas das bombas, como rotores e carcaças, estão constantemente expostas ao desgaste abrasivo e à corrosão. Ligas de cromo se aplicam frequentemente como materiais de revestimento para bombas, garantindo uma operação eficiente e prolongada.
Válvulas
Válvulas são componentes críticos em sistemas de controle de fluxo, encontrados em indústrias como petróleo e gás, química, e processamento de alimentos. Elas regulam o fluxo de líquidos e gases e, portanto, devem resistir a condições adversas, incluindo alta pressão, temperatura e corrosão. Materiais como ligas de níquel e cobalto, bem como revestimentos cerâmicos, são comuns em aplicações de válvulas, garantindo uma operação confiável e uma vida útil prolongada.
Outras aplicações técnicas
- Pás de turbinas: As pás de turbinas em usinas de energia e motores aeronáuticos são submetidas a altas temperaturas e ambientes erosivos. O processo de metalização por aspersão Arc Spray aplica revestimentos de alta resistência térmica e ao desgaste, que protegem as pás contra a erosão e a corrosão em condições extremas.
- Rolos em fábricas de papel: Os rolos utilizados na indústria de papel e celulose precisam de superfícies resistentes ao desgaste e à corrosão para garantir uma operação eficiente. A metalização emprega-se para revestir esses rolos, proporcionando uma superfície durável e de baixo atrito.
- Tubos de caldeiras: Os tubos de caldeiras estão expostos a altas temperaturas e gases corrosivos. Revestimentos de ligas de níquel e cromo se aplicam para proteger esses tubos contra a corrosão e o desgaste.
- Componentes de equipamentos pesados: Máquinas de construção, equipamentos de mineração e tratores agrícolas possuem componentes que são submetidos a condições severas de abrasão e impacto. A metalização Arc Spray se usa para revestir esses componentes, para prolongar a vida útil do equipamento.
- Ferramentas de corte e moldes: Na indústria de manufatura, ferramentas de corte e moldes estão constantemente expostos a forças de corte e desgaste. Revestimentos de ligas de tungstênio e cobalto se aplicam para aumentar a dureza e a resistência ao desgaste dessas ferramentas, melhorando sua eficiência e durabilidade.
Vantagens dos revestimentos Arc Spray
- Durabilidade: Os revestimentos aplicados proporcionam uma resistência superior ao desgaste, aumentando significativamente a vida útil dos componentes.
- Redução de custos: O processo de metalização por aspersão Arc Spray reduz a necessidade de substituições frequentes e manutenção.
- Versatilidade de materiais: Podem utilizar-se uma ampla gama de materiais de revestimento.
- Rápida aplicação: O processo permite uma aplicação rápida e eficiente de revestimentos, minimizando o tempo de inatividade dos equipamentos.