Análise da influência do aquecimento do ar comprimido no processo de aspersão térmica por arco elétrico no revestimento de aço inoxidável AISI 309L depositado sobre o aço inoxidável AISI 304

Abstract

Resumo: Dentre os diferentes processos de revestimento por aspersão térmica, o de arco elétrico tem se mostrado um dos mais interessantes, devido a sua relativa simplicidade do equipamento, fácil operação, baixo custo dos consumíveis, elevada taxa de deposição e formação de um revestimento com boas propriedades metalúrgicas, com grande aplicação na recuperação de superfícies que sofreram cavitação. Ainda assim, diversos estudos vêm sendo desenvolvidos de forma a aprimorar ainda mais a qualidade dos revestimentos obtidos, principalmente no que diz respeito à redução da oxidação, porosidade e coesão entre as camadas. Este trabalho tem como objetivo a melhoria destas propriedades por meio do aquecimento do ar comprimido como gás de arraste, buscando obter uma menor variação de temperatura entre as partículas em voo e aquelas já aderidas ao substrato, reduzindo os efeitos da oxidação das partículas e por consequência a oxidação final do substrato, bem como reduzir a taxa de resfriamento das lamelas previamente depositadas e também do substrato, de forma a obter um gradiente de temperatura mais homogêneo durante o revestimento. Os testes foram conduzidos com um equipamento de aquecimento do gás desenvolvido especialmente para este trabalho, produzindo um revestimento de Aço Inoxidável AISI 309L depositado sobre o Aço Inoxidável AISI 304, combinação de materiais muito utilizados na recuperação de pás e rotores hidráulicos que sofreram desgaste por cavitação. Os ensaios conduzidos neste trabalho apresentaram resultados satisfatórios, especialmente no que diz respeito à redução do percentual de óxidos e na coesão entre as lamelas depositadas, evidenciando que houve uma redução dos óxidos e significativa melhora da molhabilidade das lamelas depositadas, além da promoção de uma redução das tensões residuais observadas no revestimento proveniente da diminuição dos ciclos de aquecimento e resfriamento observados durante a aplicação das sucessivas camadas. Palavras-chave: Oxidação das Partículas. Revestimento Inoxidável. Aquecimento do Gás de Arraste

Abstract: Among the different thermal spray coating processes, the Arc Spray Process has been one of the most interesting due to its relative equipment simplicity, easy operation, relative low cost of consumables, high deposition rate and coating formation with good metallurgical properties, with a vast applicability in the recovery of surfaces eroded by cavitation. Nevertheless, several studies have been developed in order to further improve the quality of the obtained coatings, especially with regard to the reduction of oxidation, porosity and cohesion between the layers. This work seeks to improve these properties by heating the compressed air acting as a carrier gas, aiming to obtain a smaller temperature variation between the particles in flight and those already adhered to the substrate, reducing the oxidation effects on those particles, and then the final oxidation in the final coat, also, this work aims to reduce the cooling of the previously deposited lamellae and substrate. The tests were made with the carrier gas heating equipment, specially created for this work for the deposition of AISI 309L Stainless Steel under an AISI 304 Stainless Steel substrate, a material combination present in the cavitation recovery processes. Tests showed interesting results regarding the reduction of oxide percentage and cohesion between the deposited lamellae, showing that there was a significant reduction in oxides and even an improvement in the splats wetting, with a reduction of the coating residual stress due to the reduction of the successive heating and cooling cycles observed during the coating application. Keywords: Particles Oxidization. Stainless Steel Coatings. Carrier Gas Heating