Recubrimientos con aleaciones base cobalto de válvulas de motores mediante láser de co2

Resumo

En el ámbito marítimo el comité MEPC de IMO ha aprobado las enmiendas del MARPOL anexo VI que reduce las emisiones nocivas de los buques, los motores construidos para las restricciones más exigentes son llamados TIER III, como ejemplo los que serán instalados en los buques que operen en áreas de control de emisiones después del 1 de enero de 2016. Estas nuevas reglamentaciones medioambientales implican mejoras en la combustión y combustibles más limpios, que forman menos productos de combustión que mitiguen los procesos de desgaste entre las superficies en contacto. Con ello la necesidad de mantener el desgaste reducido así como las emisiones bajas a lo largo de la vida de las máquinas afectadas por las nuevas reglamentaciones representa nuevo reto. El principal objetivo de este trabajo ha sido investigar la técnica de recubrimiento y reparación de válvulas de escape de motores, con la obtención de recubrimientos superficiales mediante láser de CO2 (laser cladding o plaqueado láser). Se han utilizado como substratos aceros AISI 304 y válvulas de motores de acero EV8, mientras que los materiales de aportación para formar las capas de recubrimiento han sido la aleación de base cobalto Stellite 6, una de las aleaciones de la familia Stellite más utilizadas, y Tribaloy T800, también de base cobalto resistente a las altas temperaturas y al ambiente erosivo-corrosivo, del cual se han valorado sus características para su posible uso en este tipo de aplicaciones. Los parámetros óptimos del proceso se han deducido de la investigación, Para ello se han realizado las siguientes operaciones: ¿ Desarrollo de la técnica de recubrimiento laser cladding (plaqueado láser) para la recuperación de válvulas y asientos de válvulas de motores alternativos, utilizando aleaciones base cobalto (Stellite 6 y Tribaloy T800) como material de aportación. ¿ Análisis micrográficos para caracterización de capas, antes y después de ensayos, incluyendo medidas de porosidad, análisis de constituyentes y valoración de forma y tamaño de los mismos, mediante microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido (SEM), y espectroscopía por dispersión de energía (EDS). ¿ Evaluación mediante ensayos de tracción de la resistencia de la unión entre capa y substrato y de la resistencia del recubrimiento. ¿ Evaluación de la presencia de grietas y fisuras. ¿ Medidas de microdurezas de las capas y de sus fases constitutivas. ¿ Ensayos de desgaste, en los que se valora el deterioro sufrido (pérdidas de peso y/o volumen y rugosidad superficial). En los ensayos de desgaste se ha tenido en cuenta la influencia de las distintas variables a considerar, como son la carga, la velocidad y el recorrido. La adecuada selección de los parámetros de plaqueado ha permitido obtener recubrimientos de alta calidad en capas finas y uniformes, con excelente unión metalúrgica, escasa dilución con el material base del sustrato y baja distorsión; por lo que dichos recubrimientos precisarán de poco mecanizado posterior a la deposición. Se ha evitado la formación de porosidad entre cordones seleccionando correctamente los parámetros de proceso.