Karbidipinnoitus

karbidipinnoitus

Terminen pinnoitus

Kun perusaine päällystetään sulalla materiaalilla, kyseessä on terminen pinnoitus. Pinnoitusmateriaali ja perusaine eivät tällöin sekoitu eivätkä perusaineen ominaisuudet muutu – toisin kuin hitsauksessa. Etuina hitsaukseen verrattuna on esimerkiksi se, että paineenalaisissa laitteissa ei pinnoituksen jälkeen tarvita painekoetarkastuksia tai se, että menetelmän avulla voidaan käyttää eri metalleja ja muita materiaaleja yhdessä: esimerkiksi teräskappale voidaan pinnoittaa sinkillä tai jollain karbidilla tai keraamisella pinnoitusmateriaalilla. Toisaalta haittapuolena hitsaukseen nähden on se, ettei pinnoitetta voi huomioida aineenvahvuuteen lujuuslaskennassa.

Terminen ruiskutus on yleisnimitys pinnoitusmenetelmille, joissa sulatetaan kiinteä lisäaine, pinnoitusmateriaali, ja sulatettu materiaali ruiskutetaan suurella nopeudella, pienipisaraisena sumuna pinnoitettavan perusaineen esikäsiteltyyn pintaan. Näin perusaineeseen saadaan kestävä pinnoite.

Pinnoitusaineena voidaan käyttää metalleja ja metalliseoksia, oksideja, karbideja, muoveja sekä näiden materiaalien sekoituksia. Pinnoitevalikoima on laaja – samoin kuin pinnoitettavien materiaalien valikoima.

Terminen ruiskutus voidaan toteuttaa erilaisilla prosesseilla, jotka eroavat toisistaan lämmönlähteen ja/tai ruiskutettavan lisäaineen kiihdytystavan mukaan. Lämmönlähde voi olla sähköpurkauksesta tai polttoliekistä saatava energia ja pinnoitusmateriaalin sulapisaroiden liikenopeus saavutetaan vaikkapa poltto- tai plasmaliekin tai erillisen paineilmapuhalluksen avulla.

Termisen pinnoittamisen käyttö

ermistä pinnoitusta käytetään, kun halutaan parantaa korroosion tai kulumisen tai lämmön kestoa tai kun halutaan lisätä tai vähentää kitkaa tai parantaa kemiallista kestävyyttä tai muita ominaisuuksia. Pinnoituksella voidaan vaikuttaa myös sähköneristykseen tai sähkönjohtavuuteen tai lämmöneristykseen. Väärinkoneistettujen tai kuluneiden osien korjaamisessa voidaan käyttää termistä pinnoitusta. Termisellä pinnoituksella parannetaan tai korjataan kiinteän kappaleen pintaa.

Termisellä ruiskutuksella valmistetaan pinnoitteita usein suuriin kohteisiin: esimerkiksi paperikoneiden rulliin tai kaivosporien teriin. Valmistuksen parametrit vaikuttavat termisesti ruiskutetun kovametallipinnoitteen ominaisuuksiin: ruiskutuslämpötila, kovametalli- tai muun pinnoitusaineen partikkelikoko ja kokojakauma, pinnoitejauheen syöttönopeus. Räätälöinti mahdollistaa käyttökohteen vaatimusten mukaiset ominaisuudet.

Termisen pinnoituksen avulla voidaan pienentää kunnossapitokustannuksia ja varaosainvestointeja ja parantaa laitteiden käytettävyyttä. Terminen pinnoitus tekee myös mahdolliseksi parempilaatuisten tuotteiden valmistamisen.

Karbidipinnoitukseen sopivin valmistusmenetelmä on HVOF-pinnoitus.

Karbidipinnoitus - pinnoitusmenetelmiä

HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) eli suurnopeusliekkiruiskutus on parhaimmillaan valmistettaessa volframikarbidi- ja kromikarbidipinnoitteita. Se on myös pääasiallisin tapa valmistaa karbidipinnoitteita. Suurnopeusliekkiruiskutusmenetelmällä saadaan tosin kaikilla metallisilla pinnoitteilla paras mahdollinen tartuntalujuus ja pinnoitteen tiiveys. Pinnoitettaessa HVOF-ruiskutusmenetelmällä suuri määrä polttokaasuja (nestekaasu + happi) syötetään suurella paineella ruiskun polttokammioon, jossa se syttyy. Näin saadaan aikaan suurinopeuksinen kaasuliekki.

Pinnoiteaineena käytetään yleisimmin esimerkiksi volframi- ja kromikarbidiseoksia, haponkestävää terästä, kuparia, alumiinipronssia, kromiterästä sekä monia muita erikoisseoksia. Hienojakoinen pinnoitejauhe syötetään typen avulla aksiaalisesti liekkiin, jonka avulla saadaan partikkeleille sopiva sulatila ja erittäin suuri nopeus. Suurimmillaan liekin nopeus on yli 2000 m/s. Liekin lämpötila tätä menetelmää käytettäessä on noin 2700 °C.

HVOF-pinnoituslaitteisto on suuri kokonaisuus - melko kallis kokonaisuus myös. HVOF-pinnoitus tehdään yleensä pinnoitusyrityksen tiloissa: varmistetaan laadukas pinnoitus.

Volframikarbidi ja kromikarbidi

Kaupallisista kovametalleista ensimmäiset olivat volframikarbidia sidottuna kobolttimatriisiin. Volframkarbidi onkin sekä tutkituin että käytetyin kovametalli. Tavallisesti se sitoutetaan kobolttiin. Myös kobolttikromi- ja nikkelimatriiseja käytetään. Volframikarbidipinnoituksella saavutetaan paremmat mekaaniset ominaisuudet ja ympäristöystävällisyys ja siksi volframikarbidipinnoitus onkin syrjäyttänyt galvaanisen kromipinnoituksen.

Volframikarbidin lisäksi myös kromikarbidia käytetään laajasti. Sidosmetallina kromikarbidissa käytetään tavallisesti nikkelikromia. Kromikarbidin korroosion kestävyys on erityisen hyvä. Kromikarbidin kulutuskestävyys on suhteellisen hyvä jopa korkeissakin käyttölämpötiloissa.





Ota yhteyttä!

Virtasen Koneistamo Oy on termisten pinnoitusmenetelmien ja metalliruiskutuksen asiantuntija.


Virtasen Koneistamo Oy
Salorankatu 8
24240 SALO

Jukka Koivunen
Toimitusjohtaja
040 729 5795
jukka.koivunen@virtasenkoneistamo.fi

www.virtasenkoneistamo.fi

Virtasen Koneistamo Oy logo