V oblasti průmyslové výroby se zvýšení odolnosti materiálů proti opotřebení za účelem řešení problémů s lokálním opotřebením stalo důležitým technickým přístupem. Tradiční procesy plátování slouží především k dvojímu účelu: obnovení rozměrů dílu a posílení výkonnosti povrchu. Tyto technologie využívají k nanášení plátovacích materiálů na povrch obrobku různé zdroje tepla, včetně plamene, oblouku a plazmového oblouku.

1. Základy tradičních procesů opláštění

Plátovací vrstva se vlastní vahou hromadí na povrchu obrobku a vytváří funkční vrstvu s vynikající odolností proti opotřebení a korozi. V současné době se při provádění plátovacích procesů běžně používá karbid wolframu jako klíčový pomocný materiál pro přípravu specifických plátovacích materiálů. Ty zahrnují dva hlavní typy: elektrody pro plátování z karbidu wolframu a svařovací dráty z karbidu wolframu.

Karbid wolframu plátované elektrody se vyrábějí především dvěma hlavními technickými přístupy:

• Použití nízkouhlíkového ocelového drátu jako materiálu jádra a přidáním částic karbidu wolframu do povlaku pro zvýšení jeho funkčnosti.
• Přímé plnění částic karbidu wolframu do trubek z nízkouhlíkové nebo legované oceli k vytvoření kompozitních elektrod.

2. Metody opláštění a technické vlastnosti

Kromě metod přípravy materiálu pro plátování karbidem wolframu zahrnují hlavní procesy plátování také tři typické metody: ruční obloukové svařování, svařování kyslíkoacetylenem a svařování wolframem v inertním plynu (TIG).

Zásadní rozdíl mezi těmito metodami navařování je v tom, že částice karbidu wolframu nejsou během procesu navařování předem naneseny. V důsledku toho vede proces svařování k významným rozdílům v účincích vypalování a oduhličování, což způsobuje rozdíly v konečné odolnosti plátovaného povrchu proti opotřebení.

Při ručním obloukovém svařování se používají podobné parametry jako při běžném ručním obloukovém svařování. Například s elektrodou o průměru 4,0 mm se plátovací proud obvykle reguluje kolem 170 A a teplota oblouku může dosáhnout přibližně 4000 °C.

3. Mechanismus tepelného nárazu částic karbidu wolframu

Pro dosažení požadovaného efektu zvýšení opotřebení je nezbytné zohlednit tepelné chování částic karbidu wolframu během procesu svařování:

• Jemné částice karbidu wolframu, mají vzhledem ke svému většímu specifickému povrchu tendenci k silnému opalování při svařování.
• Po vypálení se jemné částice regenerují do krystalů karbidu wolframu a dalších kompozitních struktur.
• Hrubé částice karbidu wolframu dochází k menšímu opálení, ale na jejich povrchu se vytvoří oduhličovací vrstva.
• Tvorba této oduhličené vrstvy vede přímo ke snížení odolnosti materiálu proti opotřebení.

4. Hodnocení procesu a aktuální stav žádosti

Vzhledem k výše uvedeným technickým omezením nedosahují tradiční metody při depozici vrstev vyztužených karbidem wolframu ideálních výsledků. Vzhledem k jejich snadné obsluze a širokému využití zařízení se však tyto metody v určitých scénářích stále do určité míry používají.

Společnost Greenstone-Tech provádí hloubkový výzkum a technickou optimalizaci tradičních postupů a vyvíjí novou generaci technologie laserového plátování. Jejím cílem je překonat přirozené nedostatky tradičních metod a poskytnout zákazníkům pokročilejší řešení pro vylepšení povrchu.