Page 17 - SHY2012

Basic HTML Version

6/2007
[ www.shy-hitsaus.net ]
15
Tampereen teknillisellä yliopistolla (TTY)
on käytössä Dymet 403K -matalapaine-
kylmäruisku (Obninsk Center for Powder
Spraying, OCPS), joka on esitetty kuvassa
3. Laitteistoon kuuluu jauheensyöttö, sää-
töyksikkö sekä ruiskutuspistooli. Paineilma
syötetään kompressorin kautta. Dymet 403K
-mallinen laitteisto on kooltaan pieni (mitat
550x470x260 mm ja paino 17 kg), jolloin se
on helposti liikuteltavissa.
Kuvassa 4 on esitetty ruiskutustapahtuma,
jossa Dymet -matalapainekylmäruiskulla val-
mistetaan kuparipinnoitetta raepuhalletun
teräksen päälle. Ruiskutuspistooli on kiinni
x-y -manipulaattorissa, jonka siir tonopeus
voi vaihdella 6 - 21 m/min välillä. Ruisku-
tuspalkojen etäisyys toisistaan eli limitys on
1mm, mutta sen arvoa voi myös vaihdella.
Kokeellisen tutkimuksen perusteella 1 mm
limitys on toimiva.
Dymet -matalapainekylmäruiskutuksessa Dy-
met 403K -laitteistossa voidaan vaihdella eri
prosessiparametreja. Pinnoitteiden ominai-
suuksien kannalta olennaisimmat parametrit
ovat prosessikaasun esilämmitys ja proses-
sikaasun paine. Matalapainekylmäruisku-
tuksessa käytettävien prosessiparametrien
arvot on esitetty taulukossa 1. Pinnoitteen
ker tyvyys, toisin sanoen saanto, voi jäädä
joissakin tapauksissa melko alhaiseksi,
mutta siihen voidaan vaikuttaa prosessipa-
rametrien valinnalla.
Matalapainekylmäruiskutukseen
soveltuvat materiaalit
Matalapainekylmäruiskutukseen soveltuvia
materiaaleja ovat melko pehmeät, muok-
kautuvat metallijauheet, joihin on sekoitettu
keraamista lisäainetta. Esimerkkinä metalli-
sista jauhemateriaaleista ovat kupari, sinkki,
alumiini, nikkeli, tina, Babbit -metallit sekä
näiden eri sekoitukset, kuten kupari-sinkki,
alumiini-sinkki ja nikkeli-sinkki. Lisäksi keraa-
meja ja metallimatriisikomposiitteja voidaan
ruiskuttaa paksuusrajoituksin pehmeälle pe-
rusaineelle lähinnä käytettäessä pintakäsit-
telynä. Käytettävien jauheiden par tikkelikoko
on luokkaa 5-50 μm. Matalapainekylmäruis-
kutus ei varsinaisesti sovellu kovametalli-
en ruiskuttamiseen. Kuvassa 5 on esitetty
esimerkkinä kahden matalapainekylmäruis-
kutuksessa käytettävän jauheen mor fologia
kuvattu pyyhkäisyelektronimikroskoopilla
(SEM), kuvassa 5a on kuparijauhe ja kuvas-
sa 5b on Babbit-jauhe. Jauheet ovat yleensä
joko elektrolyyttisesti valmistettuja (kuten Cu
-jauhe) tai atomisoituja jauheita (kuten Babbit
-jauhe). Perusainemateriaaleina puolestaan
voidaan käyttää metalleja, metalliseoksia,
muoveja, keraameja ja komposiitteja tietyin
rajoituksin. Riippuen materiaalista perusaine,
jonka päälle pinnoitus tapahtuu, tulee raepu-
haltaa tai sitten voidaan ruiskuttaa sileän,
puhaltamattoman pinnan päälle. Joissakin
tapauksissa keraamisen lisäaineen tarve voi
vaikuttaa ominaisuuksiin ei-halutulla tavalla,
mutta toisaalta sitä voidaan myös hyödyntää
toiminnallisissa pinnoitteissa.
Matalapainekylmäruiskutettu-
jen pinnoitteiden ominaisuudet
Matalapainekylmäruiskutetut pinnoitteet
ovat yleensä materiaaliltaan melko peh-
Kuva 3. DYMET -matalapainekylmäruiskutuslaitteisto (kuva: TTY).
Kuva 4. Dymet -matalapainekylmäruiskulla ruiskutetaan Cu
-jauhetta raepuhallettujen levymäisten teräskappaleiden pin-
nalle. Ruisku kiinni x-y -manipulaattorissa (kuva: TTY).
Taulukko 1. Dymet-matalapainekylmäruiskulaitteistolla käytettävät prosessiparametrit.
Taulukko 1
a) b)
Kuva 5. Esimerkki matalapainekylmäruiskutuksessa käytettävien jauheiden mor fologiasta
a) Cu -jauhe (K-01-01), joka sisältää Al
2
O
3
ja b) Babbit -jauhe (B83-100-40) (kuva: TTY).