Page 25 - SHY2012

Basic HTML Version

6/2007
[ www.shy-hitsaus.net ]
23
Monia materiaalikoostumuksia ja materi-
aalirakenteita on usein räätälöity tiettyihin
käyttösovelluksiin, mikä osaltaan edelleen
kasvattaa materiaalimäärää. Tärkeimmät
termisen ruiskutuksen lisäainejauheet ovat
seuraavat:
- sulautettavat eli itsesulautuvat seokset
(NiCrBSi, CoNiCrBSi)
- wolframikarbidia sisältävät sulautettavat
seokset (NiCrBSi+WC)
- hapettumista estävät seokset (NiAl, NiCrAl,
NiCrAlY, CoNiCrAlY)
- korroosiosuojapinnoitteet (NiCr, AISI 316,
Fe- ja Ni-pohjaiset amor fiset seokset)
- rautametalliseokset (AISI 316)
- ei-rautametallit ja seokset (Ni- ja Co-se-
okset, Triballoy, Stelliitit, Inconel, Ti, Cu,
pronssit, Al, jne.)
- korkean sulamispisteen omaavia metalleja
(Mo, W, Ta)
- kovametalleja (WC-Co, WC-CoCr, WC-NiCr,
Cr
3
C
2
-NiCr, TiC-Ni)
- kulutusta kestävä oksidikeramiikka (Al
2
O
3
,
Al
2
O
3
-TiO
2
,Cr
2
O
3
, TiO
2
)
- z i rkon i umoks i d i poh j a i s i a korkean
sulamispisteen keraamisia materiaaleja
(ZrO
2
-Y
2
O
3
, ZrO
2
-MgO)
- eksotermisiä aineita sisältävät jauheet (Ni-
Al)
- metalli/polyesteriseokset, kuluvia pin-
noitteita (AlSi-polyesteri)
- nikkeli/grafiitti, kuluvia pinnotteita (Ni-gra-
fiitti)
- polymeerit (polyeteeni, polypropeeni, poly-
amidi).
Standardin SFS-EN 1274 mukaan termisen
ruiskutuksen jauhemateriaalit jaotellaan seu-
raaviin materiaaliryhmiin:
- puhtaat metallit
- metalliseokset ja komposiitit:
- itsesulautuvat seokset
- nikkeli-kromi-rautaseokset
- MCrAlY-seokset
- nikkeli-alumiini-rautaseokset ja komposii-
tit
- runsasseosteiset teräkset
- koboltti-kromiseokset
- kupari-alumiiniseokset ja komposiitit, ku-
pari-tina- ja kupari-nikkeliseokset
- alumiiniseokset
- nikkeli-grafiittikomposiitit
- karbidit, karbidin ja metallin tai metallise-
oksen yhdistelmät ja komposiitit
- oksidit
- orgaaniset materiaalit (muovijauheet).
Termisen ruiskutuspinnoituksen materiaa-
lit on usein kehitetty sovelluslähtöisesti eli
käyttösovellus asettaa ne perus- ja erikois-
vaatimukset, jotka pinnoitteen tulee täyttää,
kuva 2. Vastaavasti pinnoiteominaisuuksiin
vaikuttavat pääasiassa kaksi tekijää, jotka
ovat pinnoitelisäaine ja pinnoitteen valmis-
tamiseen käytettävä ruiskutusmenetelmä.
Myös muita vaikuttavia tekijöitä toki on,
kuten pinnoitteen jälkikäsittelyt ja pinnoi-
tuksen suoritus, mutta pinnoitelisäaineen
vaikutus lopputulokseen, niin tekniseen kuin
taloudelliseen, on merkittävä. Vastaavasti
pinnoitelisäaineen ominaisuuksiin vaikuttaa
merkittävästi lisäainemateriaali ja käytetty
(jauheen) valmistusmenetelmä.
Lisäaineiden
valmistusmenetelmät
Jauheiden käyttö termisessä ruiskutukses-
sa mahdollistaa hyvin monenlaiset tekniset
ominaisuudet pinnoitteille. Erilaisia jauhema-
teriaaleja, -tyyppejä ja -yhdistelmiä käyttäen
voidaan saada aikaan pinnoitteille lähes ra-
jattomasti erilaisia ominaisuuksia. Kuva 3
havainnostaa eri materiaaliryhmiä (metallit,
keraamit, polymeerit) yhdistelemällä saavu-
tettavia jauhetyyppejä: metalli- ja metallise-
osjauheita, keraamijauheita, kovametallijau-
heita, kerametallijauheita (cermetit) ja ns.
kuluvia eli abradable-jauheita.
Tärkeimmät termisen ruiskutuksen jauhetyy-
pit ja jauheiden valmistusmenetelmät ovat
seuraavat:
- kaasu- ja vesiatomisoidut jauheet (gas and
water atmosed powders)
- sulatetut ja murskatut jauheet (fused and
crushed powders)
- sintratut ja murskatut jauheet (sintered and
crushed powders)
- päällystetyt jauheet (clad/composite pow-
ders; dense/porous coated powders)
- agglomeroidut ja sintratut jauheet (agglome-
rated and sintered/spray dried powders
Kaasu- ja vesiatomisoidut
jauheet
Nykyisin tärkein menetelmä valmistaa metal-
li- ja metalliseosjauheita on ns. atomisointi.
Atomisointimenetelmässä (pisarointi) me-
talliseos sulatetaan ja sula ruiskutetaan
paineistetun kaasun avulla ns. atomisointi-
suuttimen läpi atomisointikammioon, jossa
sulapisarat jähmettyvät ja ne kerätään tal-
teen luokittelua var ten, kuva 4. Atomisoin-
tiaineena voidaan käyttää joko vesisuihkua
tai kaasua (ilma, typpi, argon). Tällöin pu-
hutaankin joko vesiatomisoinnista tai kaa-
suatomisoinnista. Vesiatomisointi edustaa
vanhempaa tekniikkaa. Nykyisin jauhemate-
riaalien vaatisten kasvaessa onkin jo paljolti
siirrytty käyttämään iner tillä kaasulla (typpi,
argon) suoritettavaa atomisointia. Vesiato-
misoidut jauhepar tikkelit ovat epäsäännölli-
sen muotoisia ja kulmikkasta. Lisäksi niiden
happipitoisuus on selvästi korkeampi kuin
kaasuatomisoinduilla jauheilla. Kaasuato-
misoidut jauhepar tikkelit ovat selvästi pal-
lomaisia, tasalaatuisempia ja puhtaampia
(alhainen happipitoisuus) johtuen iner tillä
kaasulla tehtävästä atomisoinnista. Pal-
lomaisten kaasuatomisointujen jauheiden
vir tausominaisuudet ovat erinomaiset ja
par tikkelit ovat tiiviitä. Hyvä vir tausominai-
suus on erityisen tärkeää jotta jauhe olisi
tasaisesti syötettävissä jauheensyöttimestä
Kuva 2. Yleisesitys eri tekijöiden vaikutuksesta termisten ruisku-
tuspinnoitteiden ominaisuuksiin.
Kuva 3. Esimerkkejä yhdistelmäjauheista.