Spray térmico

Aspersão Térmica

A aspersão térmica consiste de um grupo de processos nos quais partículas finamente divididas de materiais para revestimentos, metálicos ou não metálicos, são depositadas sobre um substrato devi-damente preparado, na condição fundida ou semi-fundida, para formar uma camada superficial. O calor necessário para a operação é gerado na tocha de aspersão e pode vir da queima de um gás com-bustível ou da geração de um arco elétrico. As par-tículas aquecidas são aceleradas por um gás com-primido, confinadas num feixe, e dirigidas ao substrato. Ao se chocarem, as partículas se acha-tam e formam finas lentes, que se conformam e ade-rem às irregularidades superficiais e entre si. Com a continuidade do processo, as partículas se resfri-am, formando um revestimento com estrutura lamelar.

Os processos de aspersão térmica são especializados e têm larga utilização tanto na fabricação quanto na manutenção. A natureza dos processos é sinergística, isto é, o número de componentes e va-riáveis envolvidos é grande e, quando adequadamen-te escolhidos em conjunto e devidamente aplicados, produzem um efeito muito maior do que quando considerados individualmente. Ainda, cada compo-nente ou variável deve ser bem entendido, para per-mitir sua escolha e operação adequada, em cada processo em particular.

As variações básicas nos processos de aspersão tér-mica se referem ao material a ser aplicado, ao mé-todo de aquecimento e ao método de aceleração das partículas em direção ao substrato.

Os materiais podem ser fornecidos na forma de vareta, arame, cordão (tubo de plástico contínuo) e pó. Metais, óxidos, compostos intermetálicos, cermets, plásticos orgânicos e alguns vidros po-dem ser depositados por uma ou mais variações de processos.

O sucesso no uso de revestimentos aspergidos ter-micamente depende basicamente de sua aplicação cuidadosa, segundo procedimentos bem estabeleci-dos. Qualquer desvio destes procedimentos levam, em geral, a resultados não confiáveis. Os revesti-mentos termicamente aspergidos apresentam três aspectos básicos: o substrato, a adesão do revesti-mento e a estrutura deste.

Substrato

Os substratos sobre os quais os revestimentos ter-micamente aspergidos podem ser aplicados inclu-em metais, óxidos, cerâmicos, vidros, a maioria dos plásticos e madeira, sendo que algumas técnicas especiais podem ser necessárias. Nem todos os materiais para aspersão podem ser aplicados a qual-quer tipo de substrato. Uma preparação adequada deste é necessária antes da aspersão propriamente dita, independentemente do processo a ser usado. Essa preparação é essencialmente a mesma para cada pro-cesso a ser usado e consiste de duas etapas básicas: limpeza da superfície para eliminar contaminantes e obtenção de rugosidades para aumentar a área su-perficial efetiva e melhorar a adesão.

A adesão do revestimento

A ligação ou adesão entre revestimento e substrato pode ser mecânica, química e/ou metalúrgica e é influenciada por diversos fatores, tais como: mate-rial do revestimento, condição do substrato, rugosidade, limpeza e temperatura da superfície a ser revestida, antes e durante o processo e veloci-dade de impacto das partículas.

Estrutura do aspergido

A estrutura e a química do depósito aspergido em ar (figura 1) é diferente do material no estado origi-nal. Estas diferenças são devidas à natureza pro-gressiva do revestimento, à reação com gases du-rante o processo e à atmosfera em contato com o material enquanto líquido. Por exemplo, quando ar ou oxigênio são usados, óxidos podem ser forma-dos e se incorporarem ao revestimento. Revestimen-tos metálicos tendem a ser porosos e frágeis, com uma dureza diferente do material original. A estru-tura de revestimentos na condição como aspergidos é similar quanto à natureza lamelar, mas pode exi-bir diferentes características em função do processo, dos parâmetros, da técnica e do material usados. A densidade do depósito varia com a temperatura da fonte de calor usada (Tabela II) e com a velocidade das par-tículas no impacto (figura 2).

A aplicação final determina as propriedades neces-sárias para o revestimento e o tipo de consumível e equipamentos necessários. Revestimentos termica-mente aspergidos têm sido usados intensivamente na fabricação de componentes nas indústrias automotiva, de petróleo, elétrica, eletrônica, gera-ção de energia, e particularmente na aeroespacial. Em manutenção, milhões de dólares têm sido eco-nomizados com o uso da aspersão térmica. Ela tem sido usada tanto em oficina como no campo, no reves-timento de estruturas e partes de equipamentos, com economia de tempo e recursos

Combustão

Este grupo de processos utiliza o calor gerado pela queima de um gás combustível. Qualquer substân-cia que se funda e não sublime a temperaturas infe-riores a cerca de 2760°C pode ser aspergido por estes processos. Os materiais aplicados podem ser metais e ligas na forma de arame, cordão ou pó e cerâmicos, na forma de vareta, cordão ou pó.

Arames e Varetas

O material é alimentado até a tocha. O arame alimentado, de forma continua e concêntrica, é fundido no bocal por uma chama de gás combustível que só tem esta finalidade.

E para aspergir o material é utilizado ar comprimido e devido à configuração do bocal, o fluxo de ar lançado sobre as partículas fundidas faz com que haja a pulverização com maior velocidade (energia cinética) até o substrato.

As principais variáveis que devem ser regulados no processo FS são:

Pressão e fluxo de ar comprimido que serve para transferir as partículas da fonte de calor até o substrato e para fornecer à turbina a pressão suficiente para alimentar com arame o bico da pistola,

Fluxo de gás combustível e oxigênio para formar e manter uma chama (neutra) que permite a fusão do material.

Pó

Tochas para aspersão a chama com pó são mais leves e mais compactas que tochas para outros pro-cessos. Devido às menores temperaturas e veloci-dades alcançadas pelas partículas, os revestimen-tos obtidos têm, em geral, menor resistência adesi-va ao substrato, menor resistência coesiva entre as lamelas e maior porosidade, quando comparados com os depositados por outros processos de asper-são térmica.

O material a ser aspergido pode ser