123



Stránky připravuje:

Ing. Jaromír Lukášek, CSc.
lukasek@welding.cz

Aktualizováno: 10/05/2007

02_2-14 Žárové nástřiky

Byly posuzovány nestability v plazmovém oblouku při plazmovém stříkání. Za pomoci vysokorychlostní kamery (40450 snímků/s) bylo možno pozorovat pohyb anodové oblasti. Tím bylo možno určit tloušťku chladné plynové ohraničující vrstvy kolem oblouku. Za určitých parametrů procesu je v korelaci s modusem nestability. Výsledky mohou vést ke zlepšením ve vývoji plazmových hořáků a k minimalizaci nestabilit plazmového paprsku.
Byly uveřejněny výsledky výzkumu směrem k charakterizaci částiček při plazmovém stříkání pomocí Y2O3 stabilizovaného oxidu zirkonia a yttrium-aluminium-granatu (YAG). Pomocí vícenásobných regresních analýz bylo stanoveno, že tok nosného plynu, úhel injekce a injekční rychlost prášku mají zřetelný vliv na vlastnosti částic. Teplota a rychlost se chovají inverzně. Čím je nižší teplota částic, tím rychleji se pohybují. Dále byl zkoumán vliv smáčení okrajových ploch na zplošťování kovových kapiček, které volně dopadají na rovnou povrchovou plochu substrátu (povlak zlatem, nerezavějící). Závislost velikosti zrn na teplotě substrátu a na povaze povrchu (s/bez povlaku zlatem) je prokazatelná. Při nízkých tlacích vzniká jemnozrnná struktura. To ukazuje na lepší smáčivost.

Byla definována charakteristika (mikrostruktura. vlastnosti) žárově stříkaných povlaků na bázi Si3N4. Bylo popsáno použití různých způsobů stříkání, jako detonační stříkání, atmosférické plazmové stříkání (APS) s axiálním injektováním prášku a vysokorychlostní plamenné stříkání HVOF) pro pokrývání ocelových a Inconelových substrátů. Přechod tepla do práškových částic je rozhodující předpoklad pro vytváření hustých a dobře držících vrstev. Byly formulovány i další poznatky pro charakteristiku žárově stříkaných vrstev. Za pomoci laserové Speckle-interferometrie bylo zkoumáno snižování přídržnosti žárově stříkaných vrstev z ZrO2 (10 až 15 µm) stabilizovaného 8%ním Y2O3 a dále slitinou NiCr 80/20 (53 až 100 µm). Vyvinutá metoda je vhodná ke spolehlivému zjišťování neviditelných poklesů přídržnosti. Byly studovány spojovací vrstvy z Al2O3/TiO2 a použití mikrovlnového leštění jako dodatečného ošetření takových vrstev. Předmětem výzkumu jsou mechanické (tvrdost, přídržnost), fyzikální (pórovitost) a funkční (odolnost proti opotřebení) vlastnosti původních a pomocí mikrovlnových procesů ošetřených vrstev. Pojednává se i o vlastnostech Metal-Matrix-Composites (MMC). Po zhotovení prášku Al2O3/NiCr pomocí vysokoenergetického mletí s velikostmi disperzí rovnými nebo většími než 1 µm následuje požadavek jeho nástřiku metodou HVOF. Morfologie prášku zůstává v nastříkané vrstvě zachována. Potvrdila se zvýšená odolnost disperzních vrstev proti opotřebení ve srovnání s konvenčními vrstvami Al2O3/NiCr. Pro pokrývání povrchu pomocí intermetalických sdružených materiálů Fe3Al/WC byl zpracováván obalovaný drát z Fe3Al/WC vysokorychlostním obloukovým stříkáním (HVAS high velocity arc spraying). Byla zkoumána odolnost vrstev proti korozi a erozi. Byla prokázána vyšší odolnost proti korozi a erozi ve srovnání s ocelí AlSi 1018. Výsledky byly podrobeny diskuzi.

Byly popsány možnosti zlepšení odolnosti proti opotřebení a součinitele tření (přesnost polohování) pomocí žárového nástřiku tlumicího systému vrstvy (NiCr80/20, WCC88/12) na funkční plochy drapáků. Podíl 88% karbidu wolframu (WC) ve funkční vrstvě působí proti zvýšenému abrasivnímu opotřebení a zvyšuje tím provozuschopnost drapáku až o 300%.
Firma Sulzer Metco informuje o nejnovějším stavu výzkumu na poli žárových plazmových nástřiků vnitřních funkčních ploch válců automobilových motorů. Motorové bloky z litých AlSi slitin dostanou ochranné vrstvy pro snížení koeficientu tření, snížení spotřeby oleje a pro zvýšení odolnosti proti opotřebení.

Vnitřní odstředivé projekční nástřiky (iCPC) pomocí elektronového paprsku jsou nový proces pokrývání pro zvýšení odolnosti proti opotřebení funkčních ploch válců. Představuje alternativu k procesům žárových nástřiků při průměrech vrtání pod 100 mm. Rotující přídavný materiál se při tomto způsobu ve vakuu čelně navaří elektronovým paprskem. Pomocí rotace se zrychlí nanášení ve formě částic na substrát. Při použití hliníku jako substrátu a molybdenu jako přídavného materiálu se ve srovnání s jinými nástřikovými procesy kysličníková vrstva hliníku působením kinetické energie a vysoké teploty molybdenu prolomí a substrát se částečně nataví. Vzniklá kovová vazba má vysokou přídržnost a odolnost proti opotřebení.

Byly publikovány nové poznatky k dobré elektrické izolaci plazmou stříkaných oxidických keramických vrstev (TiO2). V průmyslovém použití jsou takové vrstvy použitelné pro elektrickou izolaci až do teplot ca 400 oC. Za zvláštních okolností je nutné plazmou stříkané oxidické keramické vrstvy (Al2O3, CrO2) "orazit" fosfátem hliníku. Pomocí termogravimetrické analýzy byla zkoumána jak stabilita plazmou stříkaných vrstev tak i fosforová reakce v závislosti na teplotě během "orazovacího" procesu.

Mnoho šetření se zabývá odolností proti korozi žárově stříkaných vrstev. Např. jedna informace je o tom, že pomocí nově vyvinutého HVCW-procesu (high velocity combustion wire) vlivem vyšších rychlostí částic mohou ve srovnání s obloukovým stříkáním, plamenovým stříkáním a vysokorychlostním stříkáním vznikat hustší vrstvy. Byly diskutovány rozdílné z toho vyplývající korozní mechanismy. Předmětem diskuze jsou termoelestické vlastnosti vazby vrstev při mechanicky a/nebo tepelně vysoko zatížených složkách v různých oblastech stavby strojů a zařízení. Jsou zkoumány souvislosti mezi vlastnostmi vrstvy a její strukturou.

Rostoucí zájem na mikrostruturovaných konstrukčních dílech v různých oblastech použití stavby strojů vyžaduje odpovídající technologické znalosti a zkušenosti. Pomocí žárového stříkání je možno nanést skoro každý povlakový materiál na různé substráty. Byl představen systém "Thermal Spray Moulding", který byl předběžně zaveden při výrobě mikronástrojů pro obrábění a tváření a byly provedeny simulace, aby bylo možno odvodit směrnice pro určení optimálních podmínek procesu.

Zpět na Vývojové tendence



logo welding.cz