Metallipulbri valimine ainult kõvaduse järgi on üks levinumaid vigu pinnatöötluses.
60 HRC kate ei ole automaatselt parem kui 40 HRC kate. Pulber, mis toimib hästi ekstruuderi kruvil, võib klapipesal puruneda. Tugeva hõõrdumise jaoks loodud volframkarbiidirikas kate võib korduva löögi all praguneda. Samamoodi võib korrosioonikindel niklisulam agressiivses keemilises keskkonnas ellu jääda, kuid pakkuda ebapiisavat vastupidavust mineraalsele hõõrdumisele.
Õige pulber tuleb valida vastavalt purunemismehhanismile, alusmaterjalile, töötemperatuurile, korrosioonikeskkonnale, nõutavale katte paksusele ja sadestamisprotsessile.
Laserkatmise, suunatud energia sadestamise (DED), plasmaülekandega kaarleegi (PTA), termilise pihustamise ja tööstusliku taastamise puhul on soovitatav järgmine valikujärjestus:
See juhend selgitab, kuidas teha valik nafta- ja gaasiseadmete, ventiilide, plastmasinate, klaasvormide, kaevandus- ja ehitusmasinate, tööstusvormide ja muude kulumiskriitiliste komponentide jaoks.
1. Alustage rikke mehhanismist, mitte pulbri nimest
Enne metallipulbri valimist tehke kindlaks, miks algne pind puruneb.
Praktikas tööstuslikes rakendustes on domineerivateks rikkemehhanismideks tavaliselt abrasiivne kulumine, adhesioonikulumine, erosioon, korrosioon, oksüdatsioon, kõrgel temperatuuril kulumine, löök, termiline väsimus või mitme mehhanismi kombinatsioonid.
See erinevus määrab sulamisüsteemi.
| Peamine teenindustingimus | Tavaliselt peetakse pulbriperekonda | Peamine põhjus |
|---|---|---|
| Üldine abrasiivne kulumine | Fe-põhine / Ni-põhine kõvasulamist sulam | Kulutõhus kulumiskindlus |
| Tõsine mineraalide hõõrdumine | Ni-WC / Fe-TiC | Kõva keraamiline tugevdus |
| Kulumine + korrosioon | Ni-WC / NiCrBSi / WC-CoCr* | Kombineerib kulumis- ja korrosioonikindluse |
| Metall-metalli kulumine | Kaas-/Ni-põhine | Korrosiooni- ja liimkulumiskindlus |
| Kõrge temperatuuriga kulumine | Co-Cr-W / Cr₃C₂-NiCr* | Kuumkõvadus ja oksüdatsioonikindlus |
| Söövitav keskkond | Ni-Cr-Mo / Ni-Cr-põhine sulam | Korrosioonikindlus |
| Tugev löök + kulumine | Vastupidav Fe-põhine / madalama karbiidisisaldusega komposiit | Parem pragude taluvus |
| Hallituse remont | H13 / M2 / M4 või ühilduv tööriistaterasest pulber | Metallurgiline ühilduvus ja tööriistade omadused |
| Mõõtmete taastamine | Roostevabast terasest / Fe / Ni sulam, mis on sobitatud aluspinnaga | Hallatava pragunemisriskiga ülesehitus |
*Protsessi ühilduvust tuleb arvestada. WC-CoCr ja Cr₃C₂-NiCr on eriti hästi tuntud termilistes pihustusprotsessides, näiteks HVOF-is; neid ei tohiks automaatselt käsitleda omavahel vahetatavate laserkatmispulbritena. HVOF-i kasutatakse laialdaselt WC/Co, WC/Co/Cr ja Cr₃C₂/NiCr kermetkatete jaoks.
Seega on esimene insenerireegel lihtne:
Valige pulber tegeliku purunemismehhanismi järgi – mitte suurima võimaliku kõvaduse järgi.
2. Mõista peamisi metallipulbri perekondi
Rauapõhised sulampulbrid: kulutõhusad teraskomponentide jaoks
Rauapõhised pulbrid on tavaliselt esimesed materjalid, mida hinnata, kui alusmaterjaliks on süsinikteras, madallegeeritud teras või roostevaba teras ning rakendus ei nõua kallima nikli- või koobaltipõhise sulami korrosiooni- või kõrge temperatuuritaluvust.
Sõltuvalt koostisest võivad Fe-põhised pulbrid pakkuda mõõdukat kuni suurt kõvadust, head metallurgilist ühilduvust terasega ja atraktiivset hinda kaetud pinna kohta.
Tüüpiliste süsteemide hulka kuuluvad roostevabad ühendid nagu 316L, 410 ja 420 tüüpi sulamid , tööriistaterase süsteemid ja Fe-Cr-B-Si kulumiskindlad sulamid.
Kaubanduslikke Fe-põhiseid pulbreid kasutatakse nii tavapärase kui ka kiire laserkatmise jaoks ning saadaolev keemia võib ulatuda korrosioonikindlatest roostevabast terasest sulamitest kuni kõvemate Fe-Cr-põhiste kattesüsteemideni.
Soovitatavad rakendused: võllid, rullid, juhikud, hüdraulilised komponendid, terasetehase osad, masinakomponendid, mõõtmete taastamine ja üldine tööstuslik taastamine.
Ärge valige Fe-põhist pulbrit lihtsalt seetõttu, et see on odavam, kui komponent töötab tugeva keemilise korrosiooni, kõrge temperatuuriga oksüdeerumise või äärmusliku abrasiivse keskkonna tingimustes.
Niklipõhised sulampulbrid: kõige mitmekülgsem pinnatöötluse perekond
Niklipõhiseid pulbreid kasutatakse laialdaselt, kuna nikkel pakub kasulikku kombinatsiooni korrosioonikindlusest, sitkusest ja metallurgilisest jõudlusest.
Kõvakatte rakenduste puhul on eriti olulised Ni-Cr-B-Si / NiCrBSi isevoolavad sulamid . Süsiniku, kroomi, boori ja räni sisalduse suurendamine muudab üldiselt kõvadust, sulamiskäitumist ja kõvafaasi moodustumist, kuigi lõpliku katte määrab kogu sulami keemiline koostis – mitte üksik element.
Niklipõhiseid süsteeme on saadaval suhteliselt pehmetest sulamitest kõvadusega 20–30 HRC kuni palju kõvemate NiCrBSi süsteemideni, mille kõvadus läheneb umbes 60 HRC-le.
Niklipõhised pulbrid on kaubanduslikult tuntud laserkatmise, PTA ja kiire laserkatmise jaoks. Ni-Cr-Mo-Nb süsteeme, näiteks Alloy 625 tüüpi materjale, kasutatakse ka seal, kus korrosioonikindlus on olulisem kui äärmine kõvadus.
Soovitatavad rakendused: nafta- ja gaasikomponendid, ventiilid, klaasvormid, plastmasinad, võllid, hülsid, pumbakomponendid, korrosioonile allutatud pinnad ja üldine tööstuslik remont.
Millal tuleks WC lisada?
Lisage volframkarbiidi, kui metallilise maatriksi kulumiskindlus pole piisav.
Tüüpilised Ni-WC süsteemid võivad sisaldada umbes 5–60 massiprotsenti WC-d , olenevalt vajalikust tasakaalust kulumiskindluse ja katte tugevuse vahel.
WC sisalduse suurenedes paraneb üldiselt kulumiskindlus, kuid kate muutub löökide, termilise pinge ja töötlemisvigade suhtes vähem andestavaks.
See kompromiss on kriitilise tähtsusega.
Rohkem WC-d ei tähenda automaatselt paremat katet.
3. Nikkel-volframkarbiidi pulber tugeva abrasiivse kulumise korral
Ni-WC komposiitpulber ühendab niklipõhise maatriksi volframkarbiidi osakestega.
Niklisulam annab metallurgilise maatriksi, samas kui WC tagab äärmiselt kõvad kandevõimega faasid. Need süsteemid on eriti kasulikud olukordades, kus komponent puutub kokku liiva, kivimi, mineraalide, klaaskiu, abrasiivsete polümeertäiteainete või muude agressiivsete osakestega.
Tööstuslikke Ni isevoolavaid/WC segusid kasutatakse laserkatmise, PTA ja sellega seotud kõvakatmistehnoloogiate puhul.
Praktiline valikumeetod on järgmine:
| WC sisu | Üldine inseneritegelane |
|---|---|
| 5-10% | Mõõdukas tugevdamine; säilitab suhteliselt suure maatriksi panuse |
| 15-25% | Tasakaalustatud kulumiskindlus ja töödeldavus |
| 30-40% | Tugeva abrasiivse teenindusega |
| 50-60% | Tõsine hõõrdumine; protsessi kontroll muutub üha olulisemaks |
See on pigem valikusuunis kui universaalne spetsifikatsioon. Karbiidi morfoloogia, karbiidi suurus, maatriksi keemiline koostis, lahjendus ja termiline ajalugu võivad jõudlust oluliselt muuta.
Löökkoormusega komponentide puhul võib liigne WC olla kahjulik. Karbiidid on väga hästi kulumiskindlad, kuid ei muuda metallilist maatriksit tugevamaks.
4. Koobaltipõhised pulbrid: valige need kuumuse, kortsude ja kombineeritud kulumise korral
Koobaltil põhinevaid sulameid ei tohiks valida ainuüksi seetõttu, et neid peetakse esmaklassilisteks pulbriteks.
Nende tegelik väärtus ilmneb siis, kui komponent kogeb metallide vahelise kulumise, söövitava korrosiooni, korrosiooni ja kõrge temperatuuri kombinatsioone.
Levinud ülemaailmselt tunnustatud koobaltkõvakatmise segude hulka kuuluvad sulam 6-, sulam 12- ja sulam 21-tüüpi keemilised ühendid. Selle perekonna Co-Cr-W sulamid on loodud laserkatmiseks ja PTA-ks ning nende täpne kõvadus sõltub suuresti koostisest ja sadestamisprotsessist.
Tüüpilised rakendused on järgmised:
klapipesad, klapi tihenduspinnad, kuumkulumisele alluvad komponendid, pumba komponendid, puksid, hülsid ja liimkulumisele alluvad pinnad.
Lihtsa madala temperatuuriga abrasiivkomponendi puhul võib koobaltisulam lisada kulusid, pakkumata vastavat kasutusea eelist.
5. Metallipulbri valik nafta- ja gaasiseadmete jaoks
Naftaväljade komponentidel esineb harva üks rikkemehhanism.
Puurnööri komponendid, stabilisaatorid, hülsid, kolvid, võllid, ühendused ja puuraukude tööriistad võivad kokku puutuda hõõrdumise, erosiooni, korrosiooni ja kontaktkulumise kombinatsiooniga.
Sel põhjusel peaks pulbri valik põhinema katte tegelikul asukohal.
Mõõduka kulumise ja korrosiooni korral
Kasutage Ni-põhist või korrosioonikindlat Fe/Ni sulamit, kui peamine eesmärk on pinna taastamine koos korrosiooni/kulumise parandamisega.
Tugeva liiva- ja osakestehõõrdumise korral
Hinnake Ni-WC-d.
Keskmine WC-sisaldus võib olla eelistatav, kui esineb ka lööke; suuremat WC-sisaldust võib kaaluda, kui abrasiivne kulumine selgelt domineerib.
Korrosiivse teenuse jaoks
Korrosioonikindel Ni-Cr-Mo sulam , mis sisaldab vajadusel Alloy 625 tüüpi keemilist koostist, võib olla sobivam kui lihtsalt katte kõvaduse suurendamine. Alloy 625 tüüpi Ni-Cr-Mo-Nb pulbreid kasutatakse kaubanduslikult laserkatmiseks ja kiireks laserkatmiseks.
Insenerihoiatus
Ärge täpsustage „vähemalt 60 HRC“ enne tegeliku teeninduskeskkonna määratlemist.
Paljude naftaväljade komponentide puhul võivad korrosioonikindlus + sitkus + metallurgiline terviklikkus olla olulisemad kui maksimaalne HRC.
6. Metallipulbri valik ventiilikorpuste ja ventiilipesade jaoks
Ventiilipindade valikul on vaja teistsugust lähenemist.
Klapipesad puutuvad sageli kokku metalliga, erosiooni, korrosiooni, korduva avamise ja sulgemise, rõhukoormuse ja mõnikord ka kõrgenenud temperatuuridega.
Üldiseks klapipesade kõvastamiseks võivad NiCrBSi sulamid pakkuda head kulumiskindlust ja töötlemisomadusi.
Kui olulised on korrosioonikindlus ja vastupidavus kõrgetele temperatuuridele, on Co-Cr-W kõvasulamist sulamid sageli sobivamad.
Tõsiste söövitavate keskkondade puhul tuleks maatriksi korrosioonikindlust eelistada kõvadusele.
Kate, mis on äärmiselt kõva, kuid praguneb või korrodeerub eelistatavalt liideses, ei ole edukas klapikate.
7. Metallpulbri valik plastmassist ekstrusiooni- ja survevaluvormimismasinate jaoks
Plastist masinad on üks selgemaid näiteid sellest, miks ainuüksi kõvadusest ei piisa.
Ekstruuderi kruvid, silindrid, sissepritsekruvid ja kaksikkruvilised elemendid võivad kokku puutuda:
- Polümeeri hõõrdumine
- Klaaskiust hõõrdumine
- Mineraalidega täidetud polümeerid
- Söövitavad lisandid
- Liimkulumine
- Kombineeritud korrosioon ja hõõrdumine
Täitmata või kergelt abrasiivsete polümeeride puhul võib piisata tavalisest Ni-põhisest kõvasulamist.
Klaaskiuga täidetud plastide puhul on Ni-WC tavaliselt loogilisem kandidaat.
Täiteaine sisalduse ja abrasiivsuse suurenedes saab WC sisaldust vastavalt suurendada, eeldusel, et komponent ja katte disain taluvad sitkuse vähenemist.
Väga korrodeerivate polümeeride või lisandite puhul tuleb arvestada ka maatriksi korrosioonikindlusega. Kõrge veejoa-indeks (WC) kate sobimatu maatriksiga võib maatriksi rünnaku tõttu ikkagi puruneda.
Praktiline valik
| Plasti töötlemise tingimused | Pulbri suund |
|---|---|
| Üldine polümeeride töötlemine | Ni-põhine sulam |
| Mõõdukalt abrasiivsed täiteained | Ni + 5–15% WC |
| Kõrge klaaskiu sisaldus | Ni + 20–35% WC |
| Tugev abrasiivne pasta | Kõrgema WC-väärtusega komposiit pärast protsessi testimist |
| Söövitav + abrasiivne polümeer | Korrosioonikindel Ni maatriks + karbiidtugevdus |
Need protsendid on insenerikatsete lähtepunktid, mitte fikseeritud spetsifikatsioonid.
8. Klaasvormide metallpulbri valik
Klaasvormid töötavad korduvate kuumutus- ja jahutustsüklite all ning vajavad kaevanduskomponentidest erinevat omaduste tasakaalu.
Tüüpilised nõuded hõlmavad järgmist:
termilise väsimuse vastupidavus, oksüdatsioonikindlus, korrosioonikindlus, vastupidavus sulaklaasi interaktsioonile, mõõtmete stabiilsus ja kontrollitud kõvadus.
Seepärast ei ole äärmiselt kõva WC-rikka kihi pealekandmine tavaliselt õige alguspunkt.
Ni-põhised sulamid kõvadusklassiga ligikaudu 20–35 HRC võivad olla kasulikud lokaliseeritud restaureerimiseks ja kaitsva pinna katmiseks, olenevalt vormi aluspinnast ja asukohast.
Malmist klaasvormide puhul tuleb soojusenergiat hoolikalt kontrollida, sest aluspinda ennast võib olla raskem usaldusväärselt katta kui pulbrit sulatada.
Peamine eesmärk ei ole maksimaalne kõvadus. See on kate, mis peab vastu korduvatele termilistele tsükkeldustele ilma pragunemise, delaminatsiooni või vastuvõetamatu deformatsioonita.
9. Metallipulbri valik kaevandus- ja ehitusmasinatele
Kaevandusmasinad kujutavad endast pinnatöötluses ühtesid kõige karmimaid abrasiivseid keskkondi.
Komponendid võivad kokku puutuda kivimi, liiva, maagi, kivisöe ja muude kõvade osakestega koos löögiga.
Suhteliselt väikese löögiga libiseva hõõrdumise korral pakub Ni-WC suurepäraseid tulemusi.
Tugeva löögi ja hõõrdumise korral võib aga liiga karbiidirikas kate muutuda liiga hapraks.
Sellistel juhtudel kaaluge järgmist:
vastupidavad Fe-põhised kõvasulamid, Fe-TiC komposiidid või madalama karbiidisisaldusega pinnatöötlus tugevamas metallmaatriksis.
Fe-TiC on eriti huvitav valdkondades, kus on vaja ühilduvust teraskomponentidega ja suurt kulumiskindlust.
Seega tuleks valikul eristada järgmist:
hõõrdumisele keskenduv teenus ja löökkulumisele keskenduv teenus.
Need ei ole sama katteprobleem.
10. Metallipulbri valik tööstuslikuks hallituse parandamiseks
Tööriista- ja tööstusvormide puhul muutub aluspinna ühilduvus kriitilise tähtsusega.
Tüüpiliste materjalide hulka kuuluvad H13, M2 ja M4 tüüpi tööriistaterased , aga ka muud kuumtöötlemis-, külmtöötlemis- ja kiirlõiketerased.
Remondiks tuleks sadestatud materjal tavaliselt valida, võttes arvesse algset vormi keemilist koostist, kuumtöötlustingimusi ja nõutavaid pinnaomadusi.
H13-tüüpi pulber
Sobib paljudele kuumtöötlemistööriistade rakendustele, kus on olulised termiline väsimus, sitkus ja kuumtugevus.
M2 / M4-tüüpi pulber
Suurem sulamisisaldus tagab suurema kõvaduse ja kulumiskindluse, kuid materjal nõuab ka rangemat soojusjuhtimist.
Vormi parandamiseks ei tohiks automaatselt valida kõige kõvemat saadaolevat pulbrit. Suured erinevused katte ja aluspinna soojuspaisumises, kõvaduses ja metallurgilises käitumises suurendavad pragunemise ohtu.
Eelsoojendus, vahekihtide temperatuur, lahjendamine ja järeltöötlus võivad olla sama olulised kui pulber ise.
11. Pulbri valimine laserkatte jaoks
Laserkatmine moodustab metallurgiliselt ühendatud kihi, sulatades tarnitud pulbri koos kontrollitud koguse alusmaterjaliga.
Peamised eelised on kontrollitud soojuskoormus, suhteliselt madal lahjendusaste ja funktsionaalsete kihtide sadestamise võimalus lokaliseeritud aladele.
Seetõttu tuleb pulbri valikul arvestada nii materjali omaduste kui ka laseriga töödeldavusega.
Tavapärase pulbervärvimisega laserkatmise puhul on paljude sulamiperekondade tavaline tööstuslik osakeste suurusvahemik ligikaudu 53–150 μm , kuigi see pole universaalne. Kaubanduslikke laserkatmise tooteid on saadaval ka teistes suurustes, näiteks 20–106 μm ja 53–180 μm.
Olulised pulbri omadused on järgmised:
sfäärilisus, osakeste suurusjaotus, voolavus, keemiline homogeensus, hapnikusisaldus, niiskustingimus ja näivtihedus.
Keemiliselt korrektne pulber, mis söödab ebajärjekindlalt, on ikkagi halb laserkatmispulber.
12. Pulbri valimine kiireks laserkatteks
Kiire laserkatmine muudab pulbri, laserkiire ja aluspinna vahelist vastastikmõju.
Tavaliselt kasutatakse peenemaid pulbreid kui tavapärases plakeerimises. Kaubanduslike kiirete laserkatmismaterjalide pulbrijaotus on vahemikus 20–53 μm ja 15–45 μm , olenevalt sulamist ja seadmest.
Kiire katmine on eriti atraktiivne suhteliselt õhukeste funktsionaalsete katete jaoks pöörlevatel komponentidel, näiteks:
- Hüdraulilised vardad
- Võllid
- rullid
- Silindrilised nafta- ja gaasikomponendid
- Kulumis- ja korrosioonikindlad pinnad
Ärge võtke tavapärase 53–150 μm laserkatmise jaoks optimeeritud pulbrit ja eeldage, et see toimib identselt ka kiirel süsteemil.
Osakeste suurus on osa protsessi ülesehitusest.
13. Pulbri valimine PTA kõvakatte jaoks
PTA kasutab pulbri ja osa aluspinna sulatamiseks ülekantud plasmakaart, mille tulemuseks on metallurgiliselt ühendatud kattekiht.
See sobib eriti hästi suhteliselt paksude kõvakattekihtide ja raskete tööstusdetailide jaoks.
PTA-rakendustes kasutatakse nikli-, koobalti-, rauapõhiseid ja karbiidi sisaldavaid pulbreid. Kaubanduslikud pulbriportfellid kinnitavad laserkatmise ja PTA-sulamite perekondade märkimisväärset kattumist.
Siiski ei pruugi sama pulber PTA-s ja laserkatmises tingimata sama kõvadust, lahjendust ega mikrostruktuuri anda.
PTA pulbri valimisel hinnake:
kihi paksus, lahjendus, soojuskoormus, karbiidi lahustumine, pragunemise kalduvus ja vajalik kihistuskiirus.
PTA võib olla parem valik kui laserkatmine, kui paks ja ökonoomne kõvakatmine on olulisem kui minimaalne soojuskoormus või peen geomeetriline kontroll.
14. Pulbri valimine HVOF-i ja termopihusti jaoks
Termilist pihustamist tuleb töödelda eraldi sulatamisega põhinevast fassaadikattest.
HVOF kiirendab sulanud või poolsulanud osakesi aluspinna poole ja tekitab katte peamiselt mehaaniliste ja lokaliseeritud sidumismehhanismide kaudu, mitte aga sama metallurgilise sulandumistsooni loomise kaudu nagu laserkatmine.
See muudab HVOF-i eriti tõhusaks karbiidipõhiste kermetite puhul.
Levinud süsteemid hõlmavad järgmist:
WC-Co, WC-CoCr ja Cr₃C₂-NiCr.
HVOF-katteid kasutatakse laialdaselt kulumis-, erosiooni- ja korrosioonikaitseks; tüüpilised HVOF-katte paksused on umbes 0.1–2 mm, samas kui madal poorsus ja tugev nakkuvus on korralikult töödeldud katete põhiomadused.
WC-Co
Valige eelkõige suurepärase kulumis- ja erosioonikindluse tõttu.
WC-CoCr
Valige koht, kus on vaja nii kulumis- kui ka korrosioonikindlust.
Cr₃C₂-NiCr
Valige eriti kõrge temperatuuriga kulumise ja oksüdeerumise keskkondade jaoks, kus kroomkarbiid pakub paremat kõrge temperatuuri stabiilsust kui tavalised WC-süsteemid.
Ärge asendage laserkatmisprotsessi automaatselt termopihustusega karbiidpulbriga. Pulbri koostis, sideainefraktsioon, osakeste suurus ja termiline käitumine on protsessispetsiifilised.
15. Pulbri valik DED ja metallilisandite tootmiseks
DED erineb lihtsast pinnakatmisest selle poolest, et sadestatud materjalist võib saada komponendi oluline konstruktsiooniosa.
Sel põhjusel tuleb pulbri valikul arvestada mitte ainult pinna kõvadusega, vaid ka:
tõmbetugevus, venivus, väsimuskindlus, pragunemistundlikkus, kihi kõrgus, jääkpinged, kuumtöötlus ja kihtide metallurgiline ühilduvus.
Levinud insenerisulamid hõlmavad järgmist:
316L roostevaba teras, sulam 625, sulam 718, tööriistaterased ja muud Fe-, Ni- ja Co-põhised sulamid.
DED-i parandamiseks eelistatakse tavaliselt sobivat või metallurgiliselt ühilduvat keemilist segu, välja arvatud juhul, kui eesmärk on tahtlikult luua funktsionaalselt erinev pind.
WC-rikast kõvapindpulbrit ei tohiks käsitleda üldotstarbelise DED-struktuurimaterjalina.
16. Osakeste suurus on sama oluline kui keemia
Pulbrikeemia määrab, mida kate potentsiaalselt saavutada suudab.
Osakeste suurus ja morfoloogia määravad, kas pulbrit saab õigesti tarnida ja töödelda.
Kasulik üldine juhend on:
| Protsess | Tüüpiline pulbri suuruse suund* |
|---|---|
| Kiire laserkate | Peen, sageli ~20–53 μm |
| Tavapärane laservooderdus | Tavaliselt ~53–150 μm |
| PTA | Tavaliselt keskmised/jämedamad fraktsioonid |
| HVOF | Peen, protsessispetsiifiline |
| DED | Seadmest ja otsikust sõltuv |
*Need on tehnilised vahemikud, mitte universaalsed spetsifikatsioonid. Tegelikud nõuded sõltuvad pulbri etteandjast, otsikust, laserpunktist, sadestuskiirusest ja seadme tootjast.
Hea pulber peaks tagama stabiilse söötmise ja korduva sadestumise. Sfäärilised, hästi kontrollitud pulbrid võivad parandada pulbri voolavust ja sadestumise käitumist; tööstuslike pulbrite tootjad rõhutavad termilise pihustamise ja pealiskeevituse protsesside puhul eriti voolavust, kontrollitud morfoloogiat ja osakeste jaotust.
17. Ärge ajage pulbri kõvadust lõpliku katte kõvadusega segamini
See punkt põhjustab palju spetsifikatsioonivigu.
Pulbri andmelehel võib olla märgitud 55 HRC või 60 HRC, kuid lõplik sadestatud kate ei eksisteeri protsessist sõltumatult.
Tegelik katte kõvadus sõltub:
pulbrikeemia + substraadi lahjendus + energia sisend + jahutuskiirus + sadestamiskiirus + kihi paksus + kattumine + eelkuumutamine + järelkuumtöötlus.
Seega saab sama sulam laserkatmise ja PTA abil anda erinevaid kõvadusväärtusi. Fe- ja Co-põhiste sulamite kaubanduslikud andmed näitavad mõõdetavaid kõvaduse erinevusi sõltuvalt sadestamismeetodist ja sulami keemilisest koostisest.
Seega ei ole õige spetsifikatsioon:
„Mul on vaja 60 HRC pulbrit.“
See on:
„Mul on vaja sellele konkreetsele aluspinnale sadestatud katet, millel on nõutav kulumismehhanism, kõvadusvahemik, pragunemistaluvus ja metallurgiline terviklikkus.“
See on palju parem insenerispetsifikatsioon.
18. Kiire metallipulbri valik tööstusharude kaupa
| Tööstus / komponent | Esmane probleem | Soovitatav alguspunkt |
|---|---|---|
| Nafta ja gaasi stabilisaator | Kulumine + korrosioon | Ni-WC / korrosioonikindel Ni sulam |
| Puurimis-/puuraugu tööriist | Tõsine hõõrdumine | Ni-WC |
| Hüdrauliline varras | Kulumine + korrosioon | Fe/Ni sulam; kiirelt keevitatud katmisklass |
| Klapiistmel | Särimine + korrosioon + kuumus | Co-Cr-W / Ni-põhine |
| Klapi korpus | Korrosioon / erosioon | Ni-põhine / ühilduv roostevaba sulam |
| Ekstruuderi kruvi | Polümeer + abrasiivne täiteaine | Ni-WC |
| Kahe kruviga element | Tugev klaaskiust hõõrdumine | Kõrgema WC-ga Ni komposiit |
| Sissepritse kruvi | Kulumine + korrosioon | Ni-põhine / Ni-WC |
| Klaasvorm | Termiline tsükkel + oksüdatsioon | Madalama kõvadusega Ni-põhine sulam |
| Kaevanduskomponent | Tõsine hõõrdumine | Ni-WC / Fe-TiC |
| Löögikoormusega kaevandusosa | Löök + hõõrdumine | Vastupidav Fe-põhine / kontrollitud karbiidkomposiit |
| H13 hallitus | Remont + termiline väsimus | H13-ühilduv pulber |
| Kiired tööriistad | Kõrge kulumine | M2 / M4-tüüpi pulber |
| Pumba komponent | Erosioon + korrosioon | Ni-põhine / WC-CoCr-sõltuv protsess |
| Kõrge temperatuuriga kulumisosa | Oksüdeerumine + kulumine | Kaasbaasil / Cr₃C₂-NiCr |
| Üldine teraseparandus | Mõõtmete taastamine | Ühilduv Fe-põhine sulam |
| DED-i konstruktsioonide ehitus | mehaanilised omadused | 316L / sulam 625 / sulam 718 või sobitatud sulam |
19. Viis küsimust, millele enne metallipulbri tellimist vastata
Enne GREENSTONE metallpulbri valimist esitage viis teavet:
- Mis on alusmaterjal?
Süsinikteras, roostevaba teras, malm, tööriistateras, niklisulam või mõni muu materjal? - Mis on tegelik rikkemehhanism?
Kulumine, korrosioon, erosioon, löök, söövitus, kuumus, oksüdeerumine või nende kombinatsioon? - Millist sadestamisprotsessi kasutatakse?
Laserkatmine, kiire laserkatmine, DED, PTA, HVOF või mõni muu termiline pihustamisprotsess? - Milline on nõutav katte paksus ja lõplikud pinnaomadused?
Määrake katte paksus, kõvaduse sihtmärk, töötlemisvaru ja pinnaviimistlus. - Millised on tegelikud teenindustingimused?
Olulised on temperatuur, söövitav keskkond, abrasiivsed osakesed, löökkoormus, rõhk, pöörlemiskiirus ja eeldatav kasutusiga.
Nende parameetrite abil saab pulbriperekonda tavaliselt kiiresti kitsendada.
Kokkuvõte: valige kattekiht, mitte ainult pulbervärv
Universaalselt parimat metallipulbrit pole olemas.
Terasdetailide ökonoomseks parandamiseks võib õigeks lahenduseks olla Fe-põhine sulam . Korrosiooni ja kulumise korral võib Ni-põhine sulam paremini toimida. Tõsise hõõrdumise korral võib olla vajalik Ni-WC või Fe-TiC . Ventiilipesade ja kõrge temperatuuriga liimkulumise korral võivad olla õigustatud Co-põhised sulamid . HVOF-kulumiskatete puhul on väljakujunenud materjalisüsteemid WC-Co, WC-CoCr ja Cr₃C₂-NiCr . Vormide, DED-i ja konstruktsioonide remondi puhul võib metallurgiline ühilduvus olla olulisem kui maksimaalne kõvadus.
Lõplik materiaalne otsus peab arvestama kogu süsteemiga:
Substraat + pulbri keemiline koostis + kõva faas + osakeste suurus + sadestamisprotsess + protsessi parameetrid + teeninduskeskkond.
GREENSTONE pakub metallipulbreid ja protsesside sobitamise tuge laserkatmiseks, suunatud energiasadestamise (DED), PTA kõvakatmise, kiire laserkatmise ja tööstusliku pinnatöötluse jaoks , hõlmates rakendusi nafta- ja gaasitööstuses, kaevanduses, ehitusmasinates, plastmasinates, klaasvormides, ventiilides, tööriistades, energeetikas ja tööstuslikus ümbertöötlemises.
Kriitiliste rakenduste puhul tuleks lõplikud pulbri- ja protsessiparameetrid enne tootmist kinnitada proovikatsetega tegelikul või samaväärsel aluspinnal.