martes, 15 de mayo de 2012

Deposición química en fase vapor (CVD) a baja temperatura


El Área de Materiales Metálicos del INTA ha desarrollado un proceso de deposición química en fase vapor a baja temperatura (CVD) para Al permitiendo generar recubrimientos protectores contra la oxidación y la corrosión medioambiental y a alta temperatura.
La deposición química en fase de vapor (CVD por sus siglas en inglés) es un proceso de recubrimiento termo químico en el que se produce una reacción en fase gaseosa en las superficies de la pieza de trabajo que conduce a la deposición de las capas de un material cerámico duro, normalmente nitruros o cloruros.

Esquema de un proceso CVD
 
 
La planta piloto diseñada y construida por el mencionado grupo, permite actualmente la deposición de recubrimientos que no solo tienen aplicaciones en el campo de turbinas aeronáuticas y de gas, sino también en la industria automotriz, microelectrónica y en la protección de componentes en la industria química, incineradores, pilas de combustible, etc.
El proceso tiene lugar en una cámara de deposición calentada por un horno con tres zonas de control, y un sistema de bombeo que permite trabajar a bajas presiones. Este sistema puede controlarse tanto manual como automáticamente y podría ser adaptado fácilmente para la deposición de otros materiales, como los recubrimientos duros tipo carburo o nitruro de titanio para todo tipo de herramientas de corte y conformado, o para álabes del compresor en las turbinas aeronáuticas.


             
                                     Herramientas con tratamiento CVD                             Preparación de piezas a tratar

La principal ventaja de la CVD frente a las otras técnicas de deposición de recubrimientos es su capacidad de envolver y penetrar piezas con geometrías muy complejas, como es el caso de los álabes de turbinas con canales de refrigeración. Esta técnica permite alcanzar la superficie interna de los canales de refrigeración, que de no estar recubierta, puede sufrir oxidación o corrosión a alta temperatura en los motores más recientes, en los cuales la temperatura de los gases en la entrada de la turbina sobrepasa los 1000ºC. Se pueden recubrir álabes de superaleaciones de Ni o Co con Al para formar, después de un tratamiento térmico apropiado, aluminuros de Ni o Co respectivamente. Esos recubrimientos incrementan la vida útil de los álabes hasta por un factor de 10.
Por otra parte, el recubrimiento de Al es extremadamente denso con lo que puede ser empleado para proteger todo tipo de componentes.


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