PRODUCTO EN FORMA DE CORDÓN PARA LA PRODUCCIÓN DE UN CAPA RESISTENTE A LA CORROSIÓN Y AL DESGASTE SOBRE UN SUSTRATO.

Producto en forma de cordón para la producción de una capa resistente a la corrosión y al desgaste sobre un sustrato,

presentando el cordón un núcleo flexible rodeado por una envoltura que contiene aglutinantes, un producto de revestimiento metálico fundible en forma de polvo basado en níquel, y también partículas de materia dura no fundibles o sólo parcialmente fundibles, caracterizado porque el producto de revestimiento incluye un primer polvo de una primera aleación basada en níquel con una temperatura de fusión más baja y un segundo polvo de una segunda aleación basada en níquel con una temperatura de fusión más alta, oscilando la diferencia entre las temperaturas de fusión de la primera y la segunda aleación entre 40ºC y 120ºC

La invención se refiere a un producto en forma de cordón para la producción de una capa resistente a la corrosión y al desgaste sobre un sustrato, presentando el cordón un núcleo flexible rodeado por una envoltura que contiene aglutinantes, un producto de revestimiento metálico fundible en forma de polvo a base de níquel y también partículas de materia dura no fundibles o sólo parcialmente fundibles.

Existen procedimientos bien conocidos para la producción de revestimientos metálicos resistentes a la corrosión y al desgaste mediante soldadura o pulverización térmica. El documento US 4,699,848 B1 da a conocer un procedimiento del tipo indicado en la introducción. En dicho documento se describe un material que se procesa en forma de un cordón continuo flexible en un procedimiento de soldadura para producir una capa protectora sobre un sustrato. El cordón para soldadura consiste en un núcleo metálico rodeado por una masa que contiene la aleación de capa protectora propiamente dicha en forma de polvo, aglutinantes, plastificantes y partículas de materia dura de carburo de wolframio.

El núcleo metálico sirve únicamente como soporte durante la aplicación de la masa de revestimiento en polvo en un procedimiento de extrusión. Consiste en un metal dúctil con temperaturas de fusión mayores que las de la aleación de capa protectora. El tamaño de las partículas de carburo de wolframio oscila entre 0,04 y 5 mm. Estas partículas no se funden o sólo se funden ligeramente durante el proceso de soldadura y sirven para aumentar la dureza de la capa protectora. La función fundamental del aglutinante orgánico es ligar las partículas de polvo metálicas y de carburo para permitir su procesamiento en una extrusora. La fuerza de unión ha de ser lo suficientemente alta como para evitar la separación debida al soplado durante el proceso de soldadura. Además, el aglutinante puede aportar flexibilidad al cordón, de forma que éste se pueda enrollar sobre una bobina.

La aleación de capa protectora es una aleación basada en níquel con aportaciones de silicio, boro y cromo y con una temperatura de fusión de alrededor de 1.000ºC.

Debido a la temperatura de fusión relativamente alta, durante la aplicación del revestimiento se puede producir una oxidación del material del sustrato y una disolución nada despreciable de las partículas de carburo y, junto con ello, un enriquecimiento de la capa protectora y del material sustrato con carbono. Además, las partículas duras y pesadas de carburo de wolframio tienden a acumularse en el fondo de la capa fundida, con lo que resulta una distribución desigual en todo el espesor de capa. Además, un intervalo de temperaturas estrecho resulta desventajoso para el procesamiento y principalmente hace que, mediante el procedimiento conocido, sólo se puedan aplicar capas protectoras delgadas.

Por ello, la invención tiene por objeto proponer un producto en forma de cordón que se pueda procesar de forma sencilla y reproducible para producir capas protectoras homogéneas sobre un sustrato, evitándose en gran medida efectos negativos sobre el material sustrato.

Este objeto se resuelve según la invención a partir de un producto en forma de cordón del tipo indicado en la introducción, de la siguiente manera: el producto de revestimiento incluye un primer polvo de una primera aleación basada en níquel con una temperatura de fusión más baja y un segundo polvo de una segunda aleación basada en níquel con una temperatura de fusión más alta, oscilando la diferencia entre las temperaturas de fusión de la primera y la segunda aleación entre 40ºC y 120ºC.

Por consiguiente, de acuerdo con la invención, para producir una capa protectora se utiliza un producto de revestimiento que presenta al menos dos aleaciones basadas en níquel que se diferencian por su temperatura de fusión. Esto produce las siguientes ventajas:

 Cuando se funde la aleación de menor punto de fusión, ésta fluye y humedece directamente la superficie del sustrato a revestir. De este modo se reduce el riesgo de oxidación o de modificación de la composición química del sustrato, principalmente debido a la difusión de carbono en la masa de revestimiento fundida.

 Las partículas de materia dura (o una parte de las mismas) son retenidas por la parte más viscosa del producto de revestimiento, por lo que se van añadiendo más tarde y poco a poco a la capa superficial ablandada. De este modo se logra una distribución homogénea de las partículas de materia dura en todo el espesor de la capa protectora.

 El intervalo de fusión del producto de revestimiento en su conjunto se amplía a lo largo de un intervalo de temperaturas mayor, lo que facilita el procesamiento del producto de revestimiento y repercute ventajosamente en la producción de capas protectoras relativamente gruesas.

 Al realizar una aplicación en presencia de partículas de materia dura que contienen carbono (carburos), el carbono que se disuelve puede producir un enriquecimiento en la capa protectora, lo que conduce a un agrietamiento después de solidificarse la capa protectora. Una parte del producto de revestimiento con una temperatura de fusión relativamente baja reduce la cantidad de carbono que se disuelve, con lo que se elimina o reduce el efecto arriba mencionado.

En caso de una diferencia de temperaturas inferior a 40ºC, el efecto que se puede obtener es pequeño y la aplicación de la capa protectora resulta costosa debido al control de temperatura, que por necesidad ha de ser especialmente exacto. Por otro lado, una diferencia de temperatura grande, de más de 120ºC, dificulta la aplicación de la soldadura y además generalmente también existen diferencias notables en la naturaleza química de las dos aleaciones.

Con vistas a la menor diferencia posible en la naturaleza química de las dos aleaciones, el primer y el segundo polvo de aleación se basan en níquel. Con ello quiere indicarse aleaciones con una proporción de níquel de al menos un 50% en peso. Las aleaciones basadas en níquel de este tipo son generalmente conocidas para la producción de capas resistentes a la corrosión y al desgaste. Dado que el primer y el segundo polvo de aleación están basados en níquel, y por consiguiente su composición química es parecida, se logra una estructura esencialmente homogénea de la capa protectora y se reduce al mínimo la formación de tensiones.

Los polvos de aleación tienen una composición eutéctica o una composición no eutéctica. Como temperatura de fusión de una composición de aleación no eutéctica que presenta un intervalo de fusión se entiende la temperatura de sólidus máxima del intervalo de fusión.

Se ha comprobado que resulta ventajoso que la primera aleación presente una temperatura de fusión entre 850ºC y 950ºC, preferentemente entre 870ºC y 930ºC.

Se trata de una temperatura de fusión relativamente baja. De este modo, la aleación de bajo punto de fusión contribuye a una humectación temprana y así a proteger la superficie a revestir frente a un ataque corrosivo, reduciendo la cantidad de carbono que se disuelve en caso de presencia de partículas de materia dura que contienen carbono.

También se ha comprobado que resulta ventajoso que la segunda aleación presente una temperatura de fusión entre 950ºC y 1.100ºC, preferentemente entre 970ºC y 1.080ºC.

Se trata de temperaturas de fusión de aleaciones basadas en níquel típicas para la producción de capas resistentes a la corrosión y al desgaste. Son temperaturas de fusión claramente mayores que las del primer polvo de aleación.

En este contexto se han obtenido buenos resultados cuando la diferencia entre las temperaturas de fusión de la primera y la segunda aleación oscila entre 50 y 100ºC.

Una forma de realización especialmente preferente de la invención se caracteriza porque la primera aleación presenta un intervalo de fusión más estrecho y la segunda aleación presenta un intervalo de fusión más amplio.

Las aleaciones no eutécticas se funden en un intervalo de temperaturas de fusión caracterizado por una primera aparición de una fase fundida a la temperatura de líquidus mínima y la fusión completa a la temperatura de sólidus máxima. Se ha comprobado que el componente de aleación con el intervalo de fusión más estrecho favorece una fusión blanda del producto de revestimiento. En cambio, el componente de aleación con el intervalo de...

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Producto en forma de cordón para la producción de una capa resistente a la corrosión y al desgaste sobre un sustrato, presentando el cordón un núcleo flexible rodeado por una envoltura que contiene aglutinantes, un producto de revestimiento metálico fundible en forma de polvo basado en níquel, y también partículas de materia dura no fundibles o sólo parcialmente fundibles, caracterizado porque el producto de revestimiento incluye un primer polvo de una primera aleación basada en níquel con una temperatura de fusión más baja y un segundo polvo de una segunda aleación basada en níquel con una temperatura de fusión más alta, oscilando la diferencia entre las temperaturas de fusión de la primera y la segunda aleación entre 40ºC y 120ºC.

Producto según la reivindicación 1, caracterizado porque la primera aleación presenta una temperatura de fusión entre 850ºC y 950ºC, preferentemente entre 870ºC y 930ºC.

Producto según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la segunda aleación presenta una temperatura de fusión entre 950ºC y 1.100ºC, preferentemente entre 970ºC y 1.080ºC.

Producto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la diferencia entre las temperaturas de fusión de la primera y la segunda aleación oscila entre 50 y 100ºC.

Producto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la primera aleación presenta un intervalo de fusión más estrecho y la segunda aleación presenta un intervalo de fusión más amplio.

Producto según la reivindicación 5, caracterizado porque el intervalo de fusión de la primera aleación y el intervalo de fusión de la segunda aleación no se solapan entre sí.

Producto según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque el intervalo de fusión de la primera aleación abarca un intervalo de temperaturas de fusión de a lo sumo 100ºC, preferentemente a lo sumo 60ºC.

8. Producto según la reivindicación 7, caracterizado porque el intervalo de temperatura oscila entre 800ºC y 950ºC, preferentemente entre 820ºC y 930ºC.

9. Producto según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque el intervalo de fusión de la segunda aleación abarca un intervalo de temperaturas de fusión de al menos 50ºC, preferentemente al menos 70ºC.

10. Producto según la reivindicación 9, caracterizado porque el intervalo de temperaturas de fusión oscila entre 900ºC y 1.100ºC, preferentemente entre 930ºC y 1.070ºC.

11. Producto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la primera aleación presenta un mayor contenido de uno o más de los componentes de aleación molibdeno y cobre que la segunda aleación.

12. Producto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación en peso entre el primer polvo de aleación y el segundo polvo de aleación en el producto de revestimiento oscila entre 1/3 y 2/3.

13. Producto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer y el segundo polvo de aleación presentan una distribución de tamaño de partícula caracterizada por un valor D50 inferior a 130 µm.

14. Producto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer y el segundo polvo de aleación consisten esencialmente en partículas esféricas.

15. Producto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas de materia dura incluyen carburo de wolframio o uno

o más de óxidos, nitruros, boruros o carburos de titanio, tántalo, molibdeno o cromo.

16. Producto según la reivindicación 15, caracterizado porque las partículas de materia dura contienen carburo de cromo con una proporción en peso entre el 5 y el 50% en peso (con respecto a la proporción total de partículas de materia dura).