123



Stránky připravuje:

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

Aktualizováno: 10/05/2007

03_2-14 Žárové nástřiky

Kriticky diskutován byl stav žárového stříkání. Byly shrnuty vývody k různým metodám stříkání, používaným nástřikovým materiálům a z toho odvozeným nástřikovým vrstvám a jejim vlastnostem, k analýzám procesu stříkání a jeho modelování a v neposlední řadě k typickým aplikacím. Další autoři připojují, že se vývoj koncentruje jak na nákladově příznivé nedestrukční metody zkoušení, tak i v rostoucí míře na diagnozu procesu stříkání, aby se zabránilo chybám v nástřikách.

Byla popsána novodobá metoda aktivace povrchu před žárovým nástřikem pomocí suchého ledu. Lze shrnout, že při tom bylo zaznamenáno nepatrné zlepšení přídržnosti pasivní vrstvy vytvářených kovových povrchů. Docílitelné povrchové drsnosti však nepostačují, aby se v dostatečné míře zabezpečily mechanické přídržné procesy, které jsou pro vytváření vrstev při žárovém stříkání nutné.

Byly publikovány informace o experimentálním vývoji a modelování inovačních nanášecích procesů. Na TH Aachen byla úspěšně rozpracována simulace struktury vrstev v molekulární rovině pro popis vlastností vrstev.

Byly předloženy výsledky výzkumu směrem ke společné plastické deformaci žárově nastříkané vrstvy a substrátu. Byl vyvinut matematický model pro popis společné plastické deformace při válcování na plocho. Hlavní pozornost byla věnována namáhání ve střihu na rozhraní fází (oblast rozhraní), protože z nich je možno činit závěry k selhání přídržnosti vrstvy při plastické deformaci.

Jedním z hlavních cílů žárového stříkání je nanášení vrstev ke snížení opotřebení na pokrytých povrchách konstrukčních dílů. Předurčen k tomu je HVOF-proces (HVOF: vysokorychlostní nástřiky plamenem).
V práci je pojednáno o nanášení tvrdou látkou zpevněné slitiny na bázi hliníku na lehké kovy. Byla prokázána vhodnost HVOF-procesu pro nanášení optimalizovaného systému vrstev jako dobrá alternativa pro díly hliníkových licích slitin, které podléhají namáhání na opotřebení při zvýšených teplotách. Byla publikována další možnost výzkumu odolnosti proti opotřebení pomocí testu koule-kotouč. Bylo stanoveno, že systém vrstvy z WC-17Ni s přídavkem / bez přídavku PTFE, který byl nanesen na ocelový substrát, vede ke snížení koeficientu tření až o 34,5% ve srovnání s neošetřenými vzorky. Ze sníženého koeficientu tření rezultují nižší míry opotřebení.

Řada uveřejnění se zabývá typickými aplikacemi, které byly řešeny žárovým nástřikem. Jedna z nich popisuje nanášení ochranné vrstvy v konvenčních pájecích zařízeních. Motivem je zákaz používání pájek obsahujících olovo v EU od konce r. 2006. Jako náhrada se budou používat pájky na bázi Sn a Cu, které vyžadují vyšší teploty pájecí lázně, a tím vedou k výraznému vyluhování Fe a Ni ze stěn nádrží pájecí lázně. APS-stříkané vrstvy TiO2/Al2O3, které se nanášejí na NiCr-přídržnou základní vrstvu, vykazují optimální přídržnosti vrstev za všech podmínek nasazení. Byla vytvořena účinná ochrana proti bezolovnatým tavným pájkám.

Ve stavbě motorů se klikové skříně vyrábějí z hliníkových slitin a pístové kroužky se nahrazují žárově stříkanými vysoko zatížitelnými a proti korozi a opotřebení odolnými vnitřními povlaky. Zkoumány byly keramické, cermetové a kovové systémy vrstev. Všechny systémy ukazují jak v tribologických laboratorních zkouškách, tak i v prvních zkouškách motorů dobré a spolehlivé provozní vlastnosti.
Jiný uživatel se soustředil na PTWA-proces (PTWA: Plasma Transfer Wire Arc). Byla vyvinuta funkčně schopná nástřiková technologie pro velkosériovou výrobu včetně preparace povrchu, k tomu byl vyvinut i nízkonákladový krycí materiál a k němu příslušné nástřikové vybavení.

Možnost ochrany dílů z titanových slitin, které se používají ve stále větším rozsahu v mnoha oblastech průmyslu, představuje VPS-proces (VPS: Vakuum-Plasma-Spritzen). Pomocí VPS se nanáší na titanové povrchy vrstva z TiB2, která se následujícím druhým procesem pomocí laserového paprsku vpraví do povrchu dílu. Tímto ošetřením vznikají boridem zpevněné tavné zóny s vyšší mikrotvrdostí a z toho plynoucí vyšší odolností proti opotřebení.

Další práce pojednává o výzkumech smáčecího chování vrstev odolných proti opotřebení, ale s malou přídržností. Etablované systémy vrstev, které mají vysokou odolnost proti opotřebení a současně dobrou přilnavost, se skládají nejčastějí z keramiky, tvrdých kovů, tvrdých superlegur a dále z galvanických chromových vrstev v kombinaci s měkkými umělými hmotami (PTFE, silikon).

Možnost zajistit optimální vlastnosti pro nouzový chod kluzných ložisek představuje podle další práce žárové stříkání odpovídajících kvazikrystalických sdružených vrstev. Třecí chování je příznivější než čistého matrixového materiálu ložiskových bronzů (CuAl10).

Hliníkové pěny představují již asi 15 roků mimořádnou roli v aktivních lehkých konstrukcích. Byla popsána možnost pokrytí hliníkových pěnových struktur za účelem zvýšení odolnosti proti opotřebení a zlepšení korozní ochrany. Jako povlakové materiály přicházejí do úvahy kovové a keramické materiály, které se nanášejí ve vrstvě od 30 µm do 3 mm. Mechanické vlastnosti pokrytých pěn převyšují výrazně vlastnosti výchozího materiálu.

Zpět na Vývojové tendence



logo welding.cz