123



Stránky připravuje:

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

Aktualizováno: 10/05/2007

99_2-14   Žárové nástřiky

Charakteristické pro představený SmartArc-proces je kombinovaná souhra tavného způsobu a rozprašování stříkacího materiálu, který je i z trubičkových drátů. Předpokladem je speciální pistolová hlavice ve spojení s dobrým tažným a tlačným pohonem pro dráty, které jsou stále kontrolovány mikroprocesorem. Při SmartArc-procesu se optimální rozprašovací proud vzduchu realizuje při velkém množství a malém pracovním tlaku. Výsledkem jsou vysoká stabilita oblouku, pravidlené odtavování drátu a vynikající kvalita pokrytí.

Pro rychlé pokrývání velkých ploch vrstvami o tloušťce několika mikrometrů vyvinula firma Metco nízkotlaké plazmové stříkání (LPPS-Dünnfilm). Stříkací proces při tom probíhá ve flexibilní vakuové komoře, která umožňuje proměnný odstup při stříkání. Pozoruhodné vlastnosti vrstev zhotovených procesem LPPS jsou: mimořádně jemná mikrostruktura, dobré přizpůsobení vrstvy k povrchu a vysoká rychlost nástřiku.

Byla předložena srovnávací pozorování plazmového a plamenového stříkání z vrstev WCCo na nekalenou ocel. Bylo zjištěno, že plamenem vytvořené vrstvy mají vynikající odolnost proti abrasivnímu opotřebení při všech třech stupních zatížení (5, 50 a 130 N). Hodnoty opotřebení byly srovnávány s ocelí ve stavu nezušlechtěném, nauhličeném a nitridovaném. Ve vývoji jsou nástřiky chladným plynem, které probíhají při teplotách 300 až 500 oC, přičemž rychlost částic dosahuje hodnoty až 1200 m.s-1.

Byly formulovány možnosti a hranice použití pro žárové nástřiky keramiky, resp. keramických vrstev v průmyslovém použití. Keramické vrstvy byly kategorizovány podle tloušťky, podle nanášecího procesu a typu materiálu. Byly ukázány další zajímavé možnosti pro požití vláknových titanových matrixových materiálů. Bylo zjišťováno, zda při procesu nanášení plazmou nedochází ke kontaminaci vysoce reaktivních titanových částic kyslíkem. Pomocí vyšetřování rastrovým elektronovým mikroskopem a termomechanických výpočtů ABACUS-kódu byly umožněny názory na tepelná napětí ve vláknových spojích. Další výzkumy byly vedeny směrem ke kvalitě plazmových nástřiků práškových oxidů zirkonu stabilizovaných 7% yttria. Předmětem šetření byly teplota, velikost a rychlost částic v paprsku plazmatu. Byly diskutovány možnosti optimalizace procesu. Použitím velmi jemných prášků bylo možno pozorovat ovlivňování toku částic použitím jiného způsobu přívodu prášku.

Byly stanoveny základní charakteristiky chování částic během letu. V závislosti na ztrátě hmotnosti stříkaných částic v průběhu letu při plazmovém stříkání a na střídavém vzájemném působení plazma-částice byl vytvořen jednoduchý matematický model. Výsledky podle matematického modelu bvyly porovnány s reálnými výsledky z pokusů.

Podobné vývody ke střídavému působení plazma-částice obsahuje další práce, přičemž je pozorování omezeno hlavně na atmosférické plazmové stříkání. Na základě komplexnosti pochodů v plazmovém paprsku v průběhu nástřiku bylo poukázáno na zatím neuspokojivý souhlas výsledků simulace a skutečných zkoušek.

Na základě stále stoupajících požadavků na určení charakteristiky nástřikových vrstev byly zahájeny práce na zjištění E-modulu, modulu na střih, Bulk-modulu a příčného modulu pružnosti, aby bylo možno předpovídat mechanické vlastnosti vrstev.

Další práce posuzuje vliv vysokého tepelného zatížení nástřikového procesu na nástikové částice a na nastříkanou vrstvu. Problém vlastních pnutí v nastříkané vrstvě byl analyzován pomocí metody konečných prvků a pomocí rentgenové difraktomatrie. Výška teploty předehřátí (teplotní gradient) má velký vliv na vznik vnitřních pnutí v systému spojení. Další práce se zabývá otázkami zploštění tepelně stříkaných částí a tvorbou kapiček na povrchu základního materiálu. Dalšími tématy jsou vytvoření modelu pro mechanismus tuhnutí, pro oxidační procesy při stříkání a morfologie stříkaných vláken spojových materiálů.

Jsou uváděny příklady přenosu výsledků výzkumu do praxe. Jeden článek se zabývá vícevrstvým nanášením vložek válců spalovacích motorů. Aby se dosáhlo sblížení vlastností vložky ze šedé litiny a hliníkového bloku motoru, vyrábí se vložka tepelným nástřikem ocelové vrstvy. Rovněž se nastříká mechanická funkční vrstva z hliníku. Takto vzniklý quasi-monolitický blok překonává dané požadavky čtyřnásobně, vyjádřeno v příznivější spotřebě oleje a lepší mírou opotřebení. Další článek popisuje, jak se pomocí indukčního plazmatu nastříkávají hrubé výlisky pevných nádrží pohonných hmot. Bylo stanoveno, že nástřik pod úhlem 60 až 90ozajišťuje těsnost výlisků. Další článek popisuje nově vyvinutou metodu nástřiku ortopedických implantátů metodou laserových pulsů. Doposud byly implantáty pokrývány termickým nástřikem trikalciumfosfátu. Dosažená životnost byla asi 10 roků. Laserapatit zvyšuje životnost až na 15 až 20 roků.

Zpět na Vývojové tendence



logo welding.cz