Ako vybrať správny kovový prášok pre laserové plátovanie, tepelné nanášanie tepla, tepelné striekanie a priemyselné povrchové inžinierstvo

Augusta 23, 2026

Výber kovového prášku len na základe tvrdosti je jednou z najčastejších chýb v povrchovom inžinierstve.

Povlak s tvrdosťou 60 HRC nie je automaticky lepší ako povlak s tvrdosťou 40 HRC. Prášok, ktorý dobre funguje na závitovke extrudéra, môže zlyhať na sedle ventilu. Povlak bohatý na karbid volfrámu, určený na silné oderu, môže pri opakovanom náraze prasknúť. Podobne niklová zliatina odolná voči korózii môže prežiť agresívne chemické prostredie, ale neposkytovať dostatočnú odolnosť voči oderu minerálov.

Správny prášok sa musí vybrať podľa mechanizmu poruchy, materiálu substrátu, prevádzkovej teploty, korózneho prostredia, požadovanej hrúbky povlaku a procesu nanášania.

Pre laserové naváranie, riadené nanášanie energiou (DED), plazmový oblúk (PTA), tepelné striekanie a priemyselnú repasáciu sa odporúča nasledujúca postupnosť výberu:

Táto príručka vysvetľuje, ako vykonať tento výber pre zariadenia na ropný a plynárenský priemysel, ventily, stroje na výrobu plastov, sklársky tovar, banské a stavebné stroje, priemyselné formy a ďalšie komponenty kritické z hľadiska opotrebenia.

1. Začnite s mechanizmom zlyhania, nie s názvom prášku

Pred výberom kovového prášku zistite, prečo pôvodný povrch zlyháva.

V praktických priemyselných aplikáciách medzi dominantné mechanizmy poruchy zvyčajne patrí abrazívne opotrebenie, adhézne opotrebenie, erózia, korózia, oxidácia, opotrebenie spôsobené vysokou teplotou, náraz, tepelná únava alebo kombinácie niekoľkých mechanizmov.

Toto rozlíšenie určuje systém zliatin.

Primárny prevádzkový stavRodina práškov sa zvyčajne zvažujeHlavný dôvod
Všeobecné abrazívne opotrebenieTvrdonávarová zliatina na báze Fe / NiCenovo výhodná odolnosť proti opotrebovaniu
Silné odieranie minerálovNi-WC / Fe-TiCTvrdá keramická výstuž
Oder + koróziaNi-WC / NiCrBSi / WC-CoCr*Kombinuje odolnosť voči opotrebovaniu a korózii
Opotrebenie kovu na kovNa báze kopolyméru / na báze nikluOdolnosť voči oderu a opotrebovaniu lepidlom
Opotrebovanie pri vysokých teplotáchCo-Cr-W / Cr₃C₂-NiCr*Tvrdosť za tepla a odolnosť voči oxidácii
Korozívne prostredieZliatina na báze Ni-Cr-Mo / Ni-Crodolnosť proti korózii
Silný náraz + opotrebenieOdolný kompozit na báze železa / s nižším obsahom karbiduLepšia tolerancia trhlín
Oprava plesníH13 / M2 / M4 alebo kompatibilný práškový nástrojový oceľový prášokMetalurgická kompatibilita a vlastnosti nástrojov
Rozmerová obnovaZliatina nehrdzavejúcej ocele / železa / niklu prispôsobená podkladuNános s zvládnuteľným rizikom praskania

*Je potrebné zvážiť kompatibilitu procesov. WC-CoCr a Cr₃C₂-NiCr sú obzvlášť etablované v procesoch tepelného striekania, ako je HVOF; nemali by sa automaticky považovať za zameniteľné prášky na laserové plátovanie. HVOF sa široko používa na cermetové povlaky WC/Co, WC/Co/Cr a Cr₃C₂/NiCr.

Prvé inžinierske pravidlo je teda jednoduché:

Vyberte prášok podľa skutočného mechanizmu poškodenia – nie podľa najvyššej dostupnej tvrdosti.

2. Pochopte hlavné skupiny kovových práškov

Prášky zliatin na báze železa: Nákladovo efektívne pre oceľové komponenty

Prášky na báze železa sú zvyčajne prvými materiálmi, ktoré sa hodnotia, keď je substrátom uhlíková oceľ, nízkolegovaná oceľ alebo nehrdzavejúca oceľ a aplikácia nevyžaduje odolnosť voči korózii alebo vysokým teplotám, akú majú drahšie zliatiny na báze niklu alebo kobaltu.

V závislosti od zloženia môžu prášky na báze železa poskytovať strednú až vysokú tvrdosť, dobrú metalurgickú kompatibilitu s oceľou a atraktívne náklady na potiahnutú plochu.

Typické systémy zahŕňajú nehrdzavejúce zliatiny, ako sú zliatiny typu 316L, 410 a 420 , systémy nástrojových ocelí a zliatiny odolné voči opotrebovaniu Fe-Cr-B-Si.

Komerčné prášky na báze železa sa používajú na konvenčné aj vysokorýchlostné laserové naváranie a dostupné chemické zloženie sa môže pohybovať od koróziivzdorných nehrdzavejúcich zliatin až po tvrdšie krycie systémy na báze Fe-Cr.

Odporúčané aplikácie: hriadele, valčeky, vedenia, hydraulické komponenty, diely oceliarní, strojné komponenty, rozmerová obnova a všeobecná priemyselná renovácia.

Nevyberajte si prášok na báze železa len preto, že je lacnejší , ak bude súčiastka pracovať v podmienkach silnej chemickej korózie, oxidácie pri vysokých teplotách alebo extrémneho abrazívneho použitia.

Prášky zliatin na báze niklu: Najuniverzálnejšia rodina povrchových materiálov

Prášky na báze niklu sa široko používajú, pretože nikel poskytuje užitočnú kombináciu odolnosti proti korózii, húževnatosti a metalurgického výkonu.

Pre aplikácie tvrdého navárania sú obzvlášť dôležité samonaváracie zliatiny Ni-Cr-B-Si / NiCrBSi . Zvyšujúci sa obsah uhlíka, chrómu, bóru a kremíka vo všeobecnosti mení tvrdosť, správanie sa pri tavení a tvorbu tvrdej fázy, hoci konečný povlak určuje celková chémia zliatiny – nie jeden prvok samostatne.

Systémy na báze niklu sú dostupné od relatívne mäkkých zliatin s tvrdosťou okolo 20 – 30 HRC až po oveľa tvrdšie systémy NiCrBSi s tvrdosťou približne 60 HRC.

Prášky na báze niklu sú komerčne zavedené na laserové oplášťovanie, tepelnú úpravu tepelnou technológiou (PTA) a vysokorýchlostné laserové oplášťovanie. Systémy Ni-Cr-Mo-Nb, ako napríklad materiály typu Alloy 625, sa tiež používajú tam, kde je odolnosť proti korózii dôležitejšia ako extrémna tvrdosť.

Odporúčané aplikácie: komponenty pre ropný a plynárenský priemysel, ventily, sklenené formy, plastové stroje, hriadele, objímky, komponenty čerpadiel, povrchy odolné voči korózii a všeobecné priemyselné opravy.

Kedy by sa malo pridať WC?

Pridajte karbid volfrámu, ak je odolnosť voči opotrebovaniu kovovou matricou nedostatočná.

Typické systémy Ni-WC môžu obsahovať približne 5 – 60 hmotnostných % WC v závislosti od požadovanej rovnováhy medzi odolnosťou voči oderu a húževnatosťou povlaku.

S rastúcim obsahom WC sa odolnosť voči oderu vo všeobecnosti zlepšuje, ale povlak sa stáva menej odolným voči nárazom, tepelnému namáhaniu a chybám pri spracovaní.

Tento kompromis je kritický.

Viac WC neznamená automaticky lepší náter.

3. Prášok z karbidu niklu a volfrámu pre silné abrazívne opotrebenie

Kompozitný prášok Ni-WC kombinuje matricu na báze niklu s časticami karbidu volfrámu.

Niklová zliatina poskytuje metalurgickú matricu, zatiaľ čo WC poskytuje extrémne tvrdé nosné fázy. Tieto systémy sú obzvlášť užitočné tam, kde sa komponent stretáva s pieskom, horninou, minerálmi, sklenenými vláknami, abrazívnymi polymérnymi plnivami alebo inými agresívnymi časticami.

Priemyselné zmesi Ni s vlastnou taviacou látkou/WC sa používajú pri laserovom naváraní, tepelnom nanášaní tepelne upravených materiálov (PTA) a súvisiacich technológiách navárania tvrdých materiálov.

Praktický prístup k výberu je:

Obsah WCVšeobecný inžiniersky charakter
5-10%Mierne vystuženie; zachováva si relatívne vysoký príspevok matrice
15-25%Vyvážená odolnosť voči opotrebovaniu a spracovateľnosť
30-40%Ťažké abrazívne práce
50-60%Silné odieranie; kontrola procesu sa stáva čoraz dôležitejšou

Toto je skôr návod na výber než univerzálna špecifikácia. Morfológia karbidu, veľkosť karbidu, chemické zloženie matrice, riedenie a tepelná história môžu podstatne zmeniť výkon.

Pri súčiastkach zaťažených nárazom môže byť nadmerné množstvo WC kontraproduktívne. Karbidy mimoriadne dobre odolávajú oderu, ale nezvyšujú pevnosť kovovej matrice.

4. Prášky na báze kobaltu: Vyberte si ich na opotrebovanie spôsobené teplom, oderom a kombinovaným opotrebením

Zliatiny na báze kobaltu by sa nemali vyberať len preto, že sa považujú za „prémiové“ prášky.

Ich skutočná hodnota sa prejaví, keď súčiastka zažíva kombináciu opotrebenia kovu na kov, odierania, korózie a zvýšenej teploty.

Medzi bežné celosvetovo uznávané zloženia kobaltových tvrdonávarov patria chemické zloženia typu Alloy 6, Alloy 12 a Alloy 21. Zliatiny Co-Cr-W v tejto skupine sú určené na laserové naváranie a tepelnú úpravu tepelnou technológiou (PTA), pričom ich presná tvrdosť silne závisí od zloženia a procesu nanášania.

Medzi typické aplikácie patria:

sedlá ventilov, tesniace plochy ventilov, komponenty vystavené opotrebovaniu za tepla, komponenty čerpadla, puzdrá, objímky a povrchy vystavené adhéznemu opotrebovaniu.

V prípade jednoduchého nízkoteplotného abrazívneho komponentu môže kobaltová zliatina zvýšiť náklady bez toho, aby poskytla zodpovedajúcu výhodu v predĺžení životnosti.

5. Výber kovového prášku pre ropné a plynové zariadenia

Komponenty ropných polí zriedkavo zažívajú jeden mechanizmus poruchy.

Komponenty vrtných kolón, stabilizátory, objímky, piesty, hriadele, spojky a vrtné nástroje môžu čeliť kombináciám oderu, erózie, korózie a kontaktného opotrebenia.

Z tohto dôvodu by mal byť výber prášku založený na skutočnom umiestnení náteru.

Pre mierne opotrebovanie a koróziu

Použite zliatinu Fe/Ni na báze niklu alebo zliatinu odolnú voči korózii, ak je hlavným cieľom obnova povrchu a zlepšenie odolnosti voči korózii/opotrebeniu.

Pre silné odieranie pieskom a časticami

Vyhodnoťte Ni-WC.

Stredné zaťaženie WC môže byť vhodnejšie tam, kde je prítomný aj náraz; vyšší obsah WC možno zvážiť, keď jednoznačne dominuje abrazívne opotrebenie.

Pre korozívne prostredie

Vhodnejšia ako len zvýšenie tvrdosti povlaku môže byť zliatina Ni-Cr-Mo odolná voči korózii , vrátane chemického zloženia typu Alloy 625, kde je to vhodné. Prášky Ni-Cr-Mo-Nb zo zliatiny 625 sa komerčne používajú na laserové naváranie a vysokorýchlostné laserové naváranie.

Technické upozornenie

Nešpecifikujte „minimálne 60 HRC“ pred definovaním skutočného prevádzkového prostredia.

Pre mnohé komponenty ropných polí môže byť odolnosť proti korózii + húževnatosť + metalurgická integrita dôležitejšia ako maximálna pevnosť v ťažisku (HRC).

6. Výber kovového prášku pre telesá ventilov a sedlá ventilov

Povrchy ventilov vyžadujú inú filozofiu výberu.

Sedlá ventilov často čelia kontaktu kovu s kovom, erózii, korózii, opakovanému otváraniu a zatváraniu, tlakovému zaťaženiu a niekedy aj zvýšeným teplotám.

Pre všeobecné tvrdonávarovanie sediel ventilov môžu zliatiny NiCrBSi poskytnúť dobrú odolnosť proti opotrebovaniu a spracovateľské vlastnosti.

Tam, kde je dôležitá odolnosť voči oderu a výkon pri zvýšených teplotách, sú často vhodnejšie tvrdonávarové zliatiny Co-Cr-W .

V silne korozívnych prostrediach by sa mala uprednostniť odolnosť matrice voči korózii pred tvrdosťou.

Povlak, ktorý je extrémne tvrdý, ale praská alebo koroduje prednostne na rozhraní, nie je úspešným povlakom ventilu.

7. Výber kovového prášku pre stroje na extrúziu a vstrekovanie plastov

Stroje na výrobu plastov predstavujú jeden z najjasnejších príkladov, prečo samotná tvrdosť nestačí.

Extrudérové ​​skrutky, valce, vstrekovacie skrutky a dvojzávitovkové prvky sa môžu stretnúť s:

  • Trenie polymérov
  • Oder sklenených vlákien
  • Minerálne plnené polyméry
  • Korozívne prísady
  • Opotrebovanie lepidlom
  • Kombinovaná korózia a oder

Pre neplnené alebo mierne abrazívne polyméry môže postačovať konvenčná zliatina na tvrdé návary na báze niklu.

Pre plasty plnené sklenenými vláknami je Ni-WC zvyčajne logickejším kandidátom.

So zvyšujúcim sa obsahom plniva a abrazívnosťou sa môže zodpovedajúcim spôsobom zvýšiť aj obsah WC, za predpokladu, že komponent a konštrukcia povlaku tolerujú zníženie húževnatosti.

V prípade vysoko korozívnych polymérov alebo prísad je potrebné zvážiť aj odolnosť matrice voči korózii. Povlak s vysokým obsahom WC s nevhodnou matricou môže stále zlyhať v dôsledku napadnutia matrice.

Praktický výber

Stav spracovania plastovSmer prášku
Všeobecné spracovanie polymérovZliatina na báze niklu
Stredne abrazívne plniváNi + 5–15 % WC
Vysoký obsah sklenených vlákienNi + 20–35 % WC
Silne abrazívna zmesKompozit s vyšším obsahom WC po procesnom testovaní
Korozívny + abrazívny polymérNi matrica odolná voči korózii + karbidová výstuž

Tieto percentá sú východiskové body pre technické skúšky, nie fixné špecifikácie.

8. Výber kovového prášku pre sklenené formy

Sklenené formy pracujú za opakovaných cyklov ohrevu a chladenia a vyžadujú si inú rovnováhu vlastností ako ťažobné komponenty.

Medzi typické požiadavky patria:

odolnosť voči tepelnej únave, odolnosť voči oxidácii, odolnosť voči korózii, odolnosť voči interakcii roztaveného skla, rozmerová stabilita a kontrolovaná tvrdosť.

Preto nie je jednoduché nanesenie extrémne tvrdej vrstvy bohatej na WC zvyčajne správnym východiskovým bodom.

Zliatiny na báze niklu s tvrdosťou približne 20 – 35 HRC môžu byť užitočné na lokálne reštaurovanie a ochranné povrchy v závislosti od substrátu formy a umiestnenia.

Pri liatinových sklenených formách je potrebné starostlivo kontrolovať prívod tepla, pretože samotný substrát sa môže ťažšie spoľahlivo plátovať ako prášok sa roztaví.

Kľúčovým cieľom nie je maximálna tvrdosť. Ide o povlak, ktorý prežije opakované tepelné cykly bez praskania, delaminácie alebo neprijateľnej deformácie.

9. Výber kovového prášku pre banské a stavebné stroje

Banské stroje predstavujú jedny z najnáročnejších abrazívnych prostredí v povrchovom inžinierstve.

Súčiastky sa môžu stretnúť s kameňmi, pieskom, rudou, uhlím a inými tvrdými časticami v kombinácii s nárazom.

Pre klzné oderu s relatívne nízkym nárazom môže Ni-WC poskytnúť vynikajúci výkon.

Pri silnom náraze a odere sa však nadmerne bohatý povlak na karbidy môže stať príliš krehkým.

V týchto prípadoch zvážte:

húževnaté zliatiny na báze Fe, kompozity Fe-TiC alebo nižší podiel karbidov v húževnatejšej kovovej matrici.

Fe-TiC je obzvlášť zaujímavý tam, kde je potrebná kompatibilita s oceľovými komponentmi a vysoká odolnosť proti opotrebeniu.

Pri výbere by sa preto malo rozlišovať medzi:

prevádzka s prevahou oderu a prevádzka s nárazovým oderom.

Nie sú to rovnaké problémy s náterom.

10. Výber kovového prášku na opravu priemyselných foriem

Pre nástroje a priemyselné formy je kompatibilita substrátov kritická.

Medzi typické materiály patria nástrojové ocele typu H13, M2 a M4 , spolu s ďalšími oceľami na prácu za tepla, na prácu za studena a rýchloreznými oceľami.

Na opravu by sa mal nanesený materiál zvyčajne vyberať s ohľadom na pôvodné chemické zloženie formy, podmienky tepelného spracovania a požadované povrchové vlastnosti.

Prášok typu H13

Vhodné pre mnoho aplikácií obrábania za tepla, kde je dôležitá tepelná únava, húževnatosť a pevnosť za tepla.

Prach typu M2 / M4

Vyšší obsah legovanej ocele poskytuje väčšiu tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu, ale materiál si tiež vyžaduje prísnejšie tepelné riadenie.

Na opravu foriem by sa nemal automaticky vyberať najtvrdší dostupný prášok. Veľké rozdiely v tepelnej rozťažnosti, tvrdosti a metalurgickom správaní medzi náterom a substrátom zvyšujú riziko praskania.

Predhriatie, medziprechodová teplota, riedenie a následná úprava môžu byť rovnako dôležité ako samotný prášok.

11. Výber prášku na laserové plátovanie

Laserové nanášanie vytvára metalurgicky spojenú vrstvu roztavením dodaného prášku spolu s kontrolovaným množstvom substrátového materiálu.

Hlavnými výhodami sú kontrolovaný tepelný príkon, relatívne nízke riedenie a schopnosť nanášať funkčné vrstvy na lokalizované oblasti.

Výber prášku musí preto zohľadňovať tak výkonnosť materiálu, ako aj spracovateľnosť laserom.

Pre konvenčné práškové laserové nanášanie je približne 53 – 150 μm bežným priemyselným rozsahom veľkosti častíc pre mnoho skupín zliatin, hoci to nie je univerzálne. Komerčné produkty na laserové nanášanie existujú aj v iných rozloženiach, ako napríklad 20 – 106 μm a 53 – 180 μm.

Medzi dôležité vlastnosti prášku patria:

sféricita, distribúcia veľkosti častíc, tekutosť, chemická homogenita, obsah kyslíka, vlhkosť a zdanlivá hustota.

Chemicky správny prášok, ktorý sa podáva nekonzistentne, je stále zlým práškom na laserové plátovanie.

12. Výber prášku pre vysokorýchlostné laserové naváranie

Vysokorýchlostné laserové naváranie mení interakciu medzi práškom, laserovým lúčom a substrátom.

Pri konvenčnom povlakovaní sa bežne používajú jemnejšie prášky. Komerčné materiály na vysokorýchlostné laserové povlakovanie majú rozloženie častíc okolo 20 – 53 μm a 15 – 45 μm v závislosti od zliatiny a zariadenia.

Vysokorýchlostné plátovanie je obzvlášť atraktívne pre relatívne tenké funkčné povlaky na rotačných komponentoch, ako sú:

  • Hydraulické tyče
  • Hriadele
  • valce
  • Valcové komponenty pre ropný a plynový priemysel
  • Povrchy odolné voči opotrebovaniu a korózii

Neberte prášok optimalizovaný pre konvenčné laserové nanášanie s hrúbkou 53 – 150 μm a nepredpokladajte, že bude fungovať rovnako vo vysokorýchlostnom systéme.

Veľkosť častíc je súčasťou návrhu procesu.

13. Výber prášku pre tvrdonávar PTA

PTA využíva prenesený plazmový oblúk na roztavenie prášku a časti substrátu, čím sa vytvorí metalurgicky spojený povlak.

Je obzvlášť vhodný pre relatívne hrubé vrstvy tvrdých návarov a ťažké priemyselné komponenty.

V aplikáciách PTA sa používajú prášky na báze niklu, kobaltu, železa a karbidov. Komerčné portfóliá práškov potvrdzujú značné prekrývanie medzi skupinami zliatin PTA pre laserové povlakovanie.

Avšak ten istý prášok nemusí nevyhnutne produkovať rovnakú tvrdosť, riedenie alebo mikroštruktúru v PTA a laserovom plátovaní.

Pri výbere prášku PTA zhodnoťte:

hrúbka nanášania, riedenie, príkon tepla, rozpúšťanie karbidov, tendencia k praskaniu a požadovaná rýchlosť nanášania.

PTA môže byť lepšou voľbou ako laserové naváranie, kde je hrubý a ekonomický tvrdý návar dôležitejší ako minimálny tepelný vstup alebo presná geometrická kontrola.

14. Výber prášku pre HVOF a tepelné striekanie

S tepelným nástrekom sa musí zaobchádzať oddelene od obkladov na báze fúzie.

HVOF urýchľuje roztavené alebo poloroztavené častice smerom k substrátu a vytvára povlak primárne prostredníctvom mechanických a lokalizovaných spojovacích mechanizmov, a nie vytvára rovnakú metalurgickú zónu tavenia ako laserové naváranie.

Vďaka tomu je HVOF obzvlášť účinný pre cermety na báze karbidov.

Medzi bežné systémy patria:

WC-Co, WC-CoCr a Cr₃C₂-NiCr.

Povlaky HVOF sa široko používajú na ochranu proti opotrebovaniu, erózii a korózii; typické hrúbky povlakov HVOF sú okolo 0.1 – 2 mm, pričom kľúčovými vlastnosťami správne spracovaných povlakov je nízka pórovitosť a silná väzba.

WC-Co

Vyberte si predovšetkým pre vynikajúcu odolnosť voči opotrebovaniu a erózii.

WC-CoCr

Vyberte si tam, kde je potrebná odolnosť voči opotrebovaniu aj korózii.

Cr₃C₂-NiCr

Zvoľte si ho najmä pre prostredia so zvýšeným opotrebením a oxidáciou, kde karbid chrómu poskytuje lepšiu stabilitu pri vysokých teplotách ako konvenčné systémy WC.

Nenahrádzajte automaticky karbidový prášok tepelne nastriekaný v procese laserového plátovania. Zloženie prášku, podiel spojiva, veľkosť častíc a tepelné správanie sú špecifické pre daný proces.

15. Výber prášku pre DED a aditívnu výrobu kovov

DED sa líši od jednoduchého povrchového náteru, pretože nanesený materiál sa môže stať podstatnou štrukturálnou súčasťou komponentu.

Z tohto dôvodu sa pri výbere prášku musí brať do úvahy nielen tvrdosť povrchu, ale aj:

vlastnosti v ťahu, ťažnosť, únavová odolnosť, citlivosť na praskanie, výška vrstvy, zvyškové napätie, tepelné spracovanie a metalurgická kompatibilita medzi vrstvami.

Medzi bežné technické zliatiny patria:

Nerezová oceľ 316L, zliatina 625, zliatina 718, nástrojové ocele a iné zliatiny na báze Fe, Ni a Co.

Na opravu DED sa zvyčajne uprednostňuje zodpovedajúca alebo metalurgicky kompatibilná chémia, pokiaľ cieľom nie je zámerne vytvoriť funkčne odlišný povrch.

Prášok na tvrdé návary bohatý na WC by sa nemal považovať za univerzálny konštrukčný materiál DED.

16. Veľkosť častíc je rovnako dôležitá ako chémia

Prášková chémia určuje, čoho sa dá náter potenciálne dosiahnuť.

Veľkosť a morfológia častíc určujú, či je možné prášok správne dodať a spracovať.

Užitočným všeobecným sprievodcom je:

ProcesTypická veľkosť prášku Smer*
Vysokorýchlostné laserové oplášťovanieJemné, často ~20–53 μm
Konvenčné laserové oplášťovanieBežne ~53 – 150 μm
PTABežne stredné/hrubšie frakcie
HVOFJemné, špecifické pre proces
DEDZávisí od zariadenia a trysky

*Toto sú technické rozsahy, nie univerzálne špecifikácie. Skutočné požiadavky závisia od podávača prášku, trysky, laserového bodu, rýchlosti nanášania a výrobcu zariadenia.

Dobrý prášok by mal zabezpečovať stabilné dávkovanie a opakovateľné nanášanie. Sférické, dobre kontrolované prášky môžu zlepšiť tok prášku a správanie pri nanášaní; priemyselní výrobcovia práškov kladú osobitný dôraz na tekutosť, kontrolovanú morfológiu a distribúciu častíc pri procesoch tepelného striekania a navárania.

17. Nezamieňajte si tvrdosť prášku s tvrdosťou konečného náteru.

Tento bod spôsobuje veľa chýb v špecifikácii.

V technickom liste prášku môže byť uvedená tvrdosť 55 HRC alebo 60 HRC, ale výsledný nanesený povlak neexistuje nezávisle od procesu.

Skutočná tvrdosť povlaku závisí od:

chémia prášku + riedenie substrátu + vstup energie + rýchlosť chladenia + rýchlosť nanášania + hrúbka vrstvy + prekrytie + predhriatie + dodatočné tepelné spracovanie.

Tá istá zliatina môže preto pomocou laserového nanášania a tepelnej úpravy tepelným spracovaním (PTA) dosiahnuť rôzne hodnoty tvrdosti. Komerčné údaje pre zliatiny na báze Fe a Co preukazujú merateľné rozdiely v tvrdosti v závislosti od metódy nanášania a chemického zloženia zliatiny.

Správna špecifikácia preto nie je:

„Potrebujem prášok s tvrdosťou 60 HRC.“

To je:

„Potrebujem nanesený povlak s požadovaným mechanizmom opotrebovania, rozsahom tvrdosti, toleranciou trhlín a metalurgickou integritou na tomto konkrétnom substráte.“

To je oveľa lepšia technická špecifikácia.

18. Rýchly výber kovového prášku podľa odvetvia

Priemysel / KomponentyPrimárny problémOdporúčaný východiskový bod
Stabilizátor ropy a plynuOder + koróziaNi-WC / zliatina Ni odolná voči korózii
Vŕtací / vrtný nástrojSilné odreninyNi-WC
Hydraulická tyčOpotrebovanie + koróziaZliatina Fe/Ni; vysokorýchlostná plátovacia trieda
Sedlo ventiluOdieranie + korózia + teploNa báze Co-Cr-W / Ni
Telo ventiluKorózia / eróziaNerezová zliatina na báze niklu / kompatibilná
Extrudérová skrutkaPolymér + abrazívne plnivoNi-WC
Dvojzávitovkový prvokSilné odieranie sklenených vlákienKompozit s vyšším obsahom WC Ni
Vstrekovacia skrutkaOpotrebovanie + koróziaNa báze niklu / Ni-WC
Sklenená formaTepelné cyklovanie + oxidáciaZliatina na báze niklu s nižšou tvrdosťou
Ťažobná zložkaSilné odreninyNi-WC / Fe-TiC
Nárazovo zaťažená banská časťNáraz + oderOdolný kompozit na báze Fe / kontrolovaného karbidu
Pleseň H13Oprava + tepelná únavaPrášok kompatibilný s H13
Vysokorýchlostné obrábanieVysoké opotrebovaniePrach typu M2 / M4
Komponent čerpadlaErózia + koróziaProces závislý od Ni / WC-CoCr
Diel odolný voči vysokým teplotámOxidácia + opotrebenieNa báze Co / Cr₃C₂-NiCr
Všeobecné opravy oceleRozmerová obnovaKompatibilná zliatina na báze Fe
DED štrukturálna výstavbaMechanické vlastnosti316L / Zliatina 625 / Zliatina 718 alebo zodpovedajúca zliatina

19. Päť otázok, na ktoré si treba odpovedať pred objednaním kovového prášku

Pred výberom kovového prášku GREENSTONE poskytnite päť informácií:

  1. Aký je materiál substrátu?
    Uhlíková oceľ, nehrdzavejúca oceľ, liatina, nástrojová oceľ, niklová zliatina alebo iný materiál?
  2. Aký je skutočný mechanizmus zlyhania?
    Oder, korózia, erózia, náraz, odreniny, teplo, oxidácia alebo ich kombinácia?
  3. Aký proces depozície sa použije?
    Laserové naváranie, vysokorýchlostné laserové naváranie, DED, PTA, HVOF alebo iný proces tepelného striekania?
  4. Aká hrúbka náteru a vlastnosti konečného povrchu sú potrebné?
    Zadajte hrúbku povlaku, cieľovú tvrdosť, prídavok na obrábanie a povrchovú úpravu.
  5. Aké sú skutočné podmienky služby?
    Záleží na teplote, korozívnom prostredí, abrazívnych časticiach, nárazovom zaťažení, tlaku, rýchlosti otáčania a očakávanej životnosti.

S týmito parametrami je možné skupinu práškov zvyčajne rýchlo zúžiť.

Záver: Vyberte si náterový systém, nielen prášok

Neexistuje univerzálne „najlepší“ kovový prášok.

Pre ekonomickú opravu oceľových komponentov môže byť správnym riešením zliatina na báze železa (Fe) . Pri korózii a opotrebovaní môže lepšie fungovať zliatina na báze niklu (Ni) . Pri silnom oderu môže byť potrebná zliatina Ni-WC alebo Fe-TiC . Pre sedlá ventilov a adhézne opotrebovanie pri vysokých teplotách môžu byť opodstatnené zliatiny na báze kobaltu (Co) . Pre opotrebovacie povlaky HVOF sú zavedenými materiálovými systémami WC-Co, WC-CoCr a Cr₃C₂-NiCr . Pre formy, DED a konštrukčné opravy môže byť metalurgická kompatibilita dôležitejšia ako maximálna tvrdosť.

Konečné rozhodnutie o materiáli musí zohľadniť celý systém:

Substrát + Prášková chémia + Tvrdá fáza + Veľkosť častíc + Proces nanášania + Parametre procesu + Prevádzkové prostredie.

Spoločnosť GREENSTONE poskytuje kovové prášky a podporu pri zlaďovaní procesov pre laserové naváranie, riadené energetické nanášanie (DED), tvrdé naváranie PTA, vysokorýchlostné laserové naváranie a priemyselné povrchové inžinierstvo , pričom pokrýva aplikácie v ropnom a plynárenskom priemysle, baníctve, stavebných strojoch, plastových strojoch, sklárskych formách, ventiloch, nástrojárstve, energetike a priemyselnej repasácii.

V prípade kritických aplikácií by sa mali konečné parametre prášku a procesu pred výrobou potvrdiť testovaním vzorky na skutočnom alebo ekvivalentnom substráte.