Resolidificación con láser de barreras térmicas de circona depositadas por proyección térmica plasma (APS)

Abstract

[ES] Los recubrimientos de circona parcialmente estabilizada con itria se usan habitualmente como barreras térmicas en turbinas y motores. Estos recubrimientos se suelen realizar mediante proyección térmica plasma (APS), una técnica relativamente económica y bien conocida en el sector industrial. Las barreras consisten de una capa de 0.5 a 1 mm de cerámica muy porosa unida a la aleación metálica mediante una capa de enlace. La elevada porosidad permite incrementar la resistencia al choque térmico pero provoca que el oxigeno u otros gases perniciosos para el substrato lleguen con relativa facilidad, produciéndose ataques que pueden acelerar el proceso de delaminación. Asimismo la superficie es rugosa y por tanto expuesta a la erosión por partículas. En este trabajo se presentan las condiciones óptimas que permiten la resolidificación mediante láser de la superficie de las capas de Y-PSZ (circona parcialmente estabilizada con itria) depositadas por proyección térmica de plasma en aleaciones de Ni. Se presenta un sencillo modelo que permite explicar la energía umbral de fusión y su dependencia con la velocidad de tratamiento. Se observa cómo la capa externa tratada se densifica, disminuye su rugosidad y queda íntimamente ligada con la capa porosa de Y-PSZ.

[EN] Coatings of partially stabilised zirconia are currently used as thermal barrier coatings in gas turbines and diesel engines. Zirconia coatings are usually processed via plasma spraying a well-established and relatively cheap technique. Thermal barrier coatings consist of 0.5 to 1 mm of porous ceramic bonded to the metallic substrate by a bond-coat. High porosity in the ceramic coating assure a good thermal behaviour but increases the chances for corrosion or chemical attack of the bondcoat and coating detach by delamination processes. The as sprayed surface is rough and sensitive to erosion. In the present work we obtained the processing conditions for laser remelting of Y-PSZ coatings deposited by atmospheric plasma spraying technique on Ni- alloys. A simple model accounts for the onset melting energy and its dependence with the processing speed. The remelted film is dense and with smooth surface and well bonded to the underlying porous coat.