Evaluación de la friabilidad de gránulos micrométricos aglomerados por peletización en tambor para su uso como materia prima en la elaboración de recubrimientos cerámicos por proyección térmica.

Abstract

RESUMEN : En este trabajo se plantea un método para evaluar la friabilidad de gránulos de orden micrométrico (25-3350 μm), obtenidos mediante aglomeración de partículas submicrométricas, utilizados como materia prima en la elaboración de recubrimientos por proyección térmica. Los gránulos fueron obtenidos mediante peletización en tambor rotatorio, usando alúmina submicrométrica de referencia TCH-63. Los ensayos de friabilidad fueron llevados a cabo exponiendo los gránulos a ciclos acumulativos de vibración mecánica en una serie de tamices, en los que además se alimentaron 70 g de esferas sinterizadas de alúmina, con un diámetro promedio de 2,87 ± 0,005 mm, por cada 15 g de polvo aglomerado. Bajo estas condiciones los gránulos de las partículas aglomeradas son expuestos al efecto abrasivo y a condiciones de bajo impacto, suministrados por las esferas de alúmina. A cada una de las fracciones de los gránulos ensayados se les evaluó la variación en el tamaño de partícula y el cambio en su morfología y se determinó el cambio en su fluidez. La variación en el tamaño de los gránulos fue medida a partir del análisis granulométrico por tamizado, mientras que el cambio morfológico se determinó mediante microscopia electrónica de barrido y la fluidez a partir de la relación de Hausner. Los resultados obtenidos indican que la distribución granulométrica de los gránulos del material de partida es de carácter trimodal, en la que la moda de menor tamaño (25-50 μm) corresponde a aglomerados con geometría preferentemente esférica, a los que se les ha denominado aglomerados primarios, la moda de tamaño intermedio (350-470 μm) se les ha denominado aglomerados secundarios y la moda de mayor tamaño (1000-1300 μm) corresponde a gránulos sin apariencia definida a los que se les ha denominado aglomerados terciarios. Durante la exposición de los gránulos a condiciones abrasivas y de impacto ellos se disgregan, pasando inicialmente de una distribución de tamaño trimodal a bimodal, conformada por los aglomerados primarios y secundarios. A medida que aumenta su exposición a los ciclos de trabajo, la distribución bimodal se transforma en monomodal en la que prevalecen solamente los aglomerados primarios, los cuales se mantienen incluso a tiempos prolongados de ensayo. Lo que indica que los aglomerados primarios poseen la resistencia mecánica suficiente para soportar los ciclos acumulativos a los que fueron expuestos, demostrando que estos podrían soportar las condiciones de almacenamiento, transporte y manejo a las que estarían sometidos durante su uso como materia prima para la elaboración de recubrimientos mediante proyección térmica.

ABSTRACT : In this work, is proposed a method to evaluate the friability of micrometer granules (25-3350 μm), obtained by agglomeration of sub micrometer particles, which are used as raw material in the manufacturing of thermally sprayed coatings. The granules were obtained from sub micrometer alumina TCH-63 by rotary drum pelletization, then the friability was determined exposing them to cumulative cycles of mechanical vibration in a series of sieves, in which 70 g of sintered alumina spheres, with an average diameter of 2.87 ± 0.005 mm, were fed per 15 g of agglomerated powder. Under these conditions the granules are exposed to the abrasive effect and low impact conditions provided by the alumina spheres. Each of the tested granule fractions were evaluated for particle size variation and change in their morphology, as well as their flowability was determined. The variation in granule size was stablished from sieving particle size analysis, while the morphological change was evaluated by scanning electron microscopy and the fluidity was measured from the Hausner ratio. The results obtained indicate that the granulometric distribution of the granules of the starting material is trimodal, in which the smallest size mode (25-50 μm) corresponds to agglomerates with preferably spherical geometry, that have been called primary agglomerates, the intermediate size mode (350-470 μm) has been called secondary agglomerates and the largest size mode (1000-1300 μm) corresponds to granules with no defined appearance, those have been called tertiary agglomerates. During exposure of the granules to abrasive and impact conditions they break up, initially changing from a trimodal to a bimodal size distribution, consisting of primary and secondary agglomerates. As their exposure to duty cycles increases, the bimodal distribution becomes monomodal with only primary agglomerates prevailing, that are maintained even at prolonged test times. This indicates that, the primary agglomerates have sufficient mechanical resistance to withstand the cumulative cycles to which they were exposed, which would indicate that they can withstand the storage, transport and handling conditions to which they would be exposed during their use as raw material for the preparation of coatings by thermal spraying.