Heat spraying

Žárové nástřiky dnes patří v povrchové technice mezi zaužívané technologie. Díky své vyspělosti a široké nabídce používaných materiálů, jsou dnes používané prakticky ve všech odvětvích průmyslu.

Co jsou to Žárové nástřiky?

Při žárovém stříkání nanášíme kovový, keramický případně i plastový materiál natavený do plasticky tekoucího stavu na základní materiál. K natavení přídavného materiálu v podobě prášku, drátu, kordu nebo tyčky je použito Elektrického oblouku, plazmy nebo plamene.

Natavené částice jsou pak velkou rychlostí nanášeny na studený (nenatavený) základní materiál a vytváří tak funkční vrstvu.

Předností této technologie je nízká teplota během procesu nástřiku (do 150°C) Nedochází tak k tepelnému ovlivnění ani deformacím.

Výjimku tvoří pouze přetavované povlaky kde nanesený materiál následně přetavíme. Dosahuje se tak difúzního spojení se základním materiálem a naprosté homogenity povlaku.

Vrstva

Vzhledem k tomu že při žárovém stříkání nedochází k natavení povrchu základního materiálu, je nutné povrch po dokonalém odmaštění a tryskání nastříkat podkladovou vrstvou.Tato tenká vrstva ze speciální slitiny se vytváří nejen za účelem dostatečného spojení mezi povrchem součásti a povlakem, ale také pro zamezení podkorodování vrstvy.

Typické pro žárově nastříkané vrstvy je mikroporezita, (výjimku tvoří přetavované povlaky) ta je u různých materiálů a nástřikových technologií různá. Pohybuje se od 2 do 18 %. Ve spoustě případů je tato porezita velmi příznivá, protože zlepšuje mazání, zvláště pak při studeném startu kdy olej v pórech nástřiku výrazně snižuje tření. V opačném případe je možné porózitu utěsnit speciálním lakem.

Síla vrstvy je také závislá na materiálu a způsobu nanášení, může se pohybovat od 0,1mm až do 3mm ve výjimečných případech i více. Nejčastěji však od 0,3-0,6mm.

Tvrdost nanášených materiálů se může dle výběru materiálu pohybovat od 200 do 1600HV.

U nastříkaných vrstev je ale běžným způsobem prakticky neměřitelná. Lamelární struktura vykazující jistou heterogennost a porózitu umožňuje přibližné měření pouze v laboratorních podmínkách.

Všeobecně však platí, že tvrdost nastříkané vrstvy není zásadním kritériem. Je pouze součástí ostatních vlastností, ( jako jsou korozivzdornost, kluznost, křehkost, kvalita povrchu po opracování…) které určují celkový charakter povrchu.

Výběr povlaků

Velkou předností této technologie je možnost nanášení téměř jakéhokoliv materiálu. V kombinaci s několika technologiemi které mají zásadní vliv na charakter vrstvy je tak možné vytvořit prakticky bezpočet druhů povlaků.

Tyto povlaky je pak možné nanášet na většinu kovů, nejčastěji však na: ocel, litinu, bronz, hliník.

Heat spraying

When applying thermal spraying, molten metal, ceramic, or other materials are applied and thus the required quality, shape and dimensional parameters are achieved.

  • Remelted coatings.
  • HVOF coatings.
  • Metal coatings and more.

Remelted coatings.

The sprayed material in the form of Ni or Co-based powder is subsequently remelted. During this process, the individual spray particles are sintered and diffusely bonded to the base material.

Remelted coatings are characterized by high adhesion and non-porosity, as the only ones allowing high point loads, resistant to shocks, cavitation, oxidation and abrasion. The surface withstands temperatures up to 600 ºC for a short time up to 1000 ºC.

They show high corrosion and oxidation resistance, low coefficient of friction, hardness up to 65 HRc Thickness of the applied layer-0.3-2 mm.

Examples of use

Pistons, piston rods, shafts at the point of storage, seals, stuffing boxes, pump spindles, valve valve seats, punches and molds in the glass industry, press screw edges, steel cylinders and pulleys.

HVOF coatings.

The material in the form of powder or wire is applied at supersonic speed. The high kinetic energy of the applied material brings the following advantages typical of HVOF coatings:

  • High adhesion to the base material.
  • Minimal porosity.
  • Low oxidation of the applied material.
  • Minimal thermal influence of the applied material.
  • High hardness of the applied layer.
  • Fine surface structure of the spray.
  • High achievable surface quality - up to 0.01 Ra.

The thickness of the applied layer ranges from 0.1-0.5 mm.

Microstructure of NiCrMo coating.

The most used materials: WC Co, WC Ni, WC Co Cr, Cr 3 C 2 NiCr, NiCrBSiW, CoCrBSiW, NiCrMo.

Examples of use

Components exposed to high corrosion, abrasion and cavitation, pistons working in highly abrasive environments, printing cylinders, guide rollers, diffusers.

Metal coatings

Almost any metal or alloy in the form of wire or powder can be heat-sprayed to form a functional layer.

The microparticles melted into a plastically flowable state are sprayed onto the base material and form a lamellar structure with very fine porosity. This is then suitable for capturing the oil film at sliding bearings.

The most used materials and their properties:

Al, Zn, Al-Mg- corrosion resistant layers, tanks, exhaust pipes.

Cu, Cu Sn, Cu-Al very tight layers with low porosity and high compressive strength, sliding bearings, repair of bronze parts.

Sn-Sb-Cu-tin-based bearing metal, very easy to machine, suitable for high static and dynamic loads even with low lubrication.

Ni-alloys - base layers, show high adhesion and resistance to corrosion and opal.

Cr-steels - the most used materials, used mainly for renovations, hardness 400-600HV, resist pressure, abrasion and corrosion.

Mo-layers with high adhesion and cohesion, very good sliding properties, high hardness -750 - 850HV.

Ceramic coatings

The most commonly used materials for ceramic coatings are Cr 2 O 3, Al 2 O 3 / TiO 2 and Zr 2 O 3. The aim of these coatings is primarily to extend the life of machine parts, they are also applied to components such as thermal barriers and electrical insulating layers.

Typical properties of ceramic coatings are:

  • High melting point (1650 ° C-2450 ° C).
  • High hardness.
  • High resistance to acids and alkalis.
  • Low thermal expansion.
  • Low thermal conductivity.

Thanks to these properties, we can apply them to components subject to corrosion and abrasion even at high temperatures. They are often used to store water-lubricated parts only. It is also used as an electrically or thermally non-conductive layer.

High surface quality is only achievable by grinding with diamond tools.

The thickness of the applied layer ranges from 0.1 to 1.0 mm.

Examples of use

Pistons for high-pressure pumps, pump shafts at the seal, shafts at the rubber seal, stuffing boxes, machine tool spindles, heating plates for plastic welding.

en_USEnglish