Page 6 - SHY2012

Basic HTML Version

6/2007
[ www.shy-hitsaus.net ]
4
seurantaa, kuten SPC-järjestelmää ja muita
diagnostiikkalaitteita (Esim. SprayWatch) ja
jälkikäteen tapahtuvaa laadunvarmistusta.
Jälkikäteen tehdään laadunvarmistuskokeet,
joissa samanaikaisesti telan kanssa pinnoi-
tetuille näytelevyille tehdään mikrorakenne-,
kulumis- ja korroosionkestotarkasteluja.
Laadun vakauden ja pinnoitteiden ominai-
suuksien eteen termisen ruiskutuksen suur-
käyttäjä joutuu myös itse tekemään paljon
kehitystyötä niin materiaalien kuin menetel-
mienkin osalta. Metso Paper Oy tekee jatku-
vasti termisen ruiskutuksen kehitystyötä niin
omin voimin kuin erittäin tiiviissä yhteistyös-
sä suomalaisten yliopistojen, korkeakoulujen
ja tutkimuslaitosten kanssa.
Termisen ruiskutuksen soveltu-
vuus pienteollisuuden tarpeisiin
Ruiskutuspinnoitteiden suosio on kasvanut
merkittävästi pienteollisuudessa etenkin vii-
me vuosina. Tähän ovat vaikuttaneet pinnoit-
teiden käytöstä saadut hyvät tulokset sekä
lisääntynyt tietoisuus termisen ruiskutuksen
mahdollisuuksista. Kohteita joissa termistä
ruiskutusta käytetään, syntyy jatkuvasti lisää.
Pienteollisuuden mahdolliset käyttökohteet
termiselle ruiskutukselle ovat lisääntyneet
pinnoitteiden laadun ja kestävyyden kehit-
tymisen myötä.
Pienteollisuudessa termistä ruiskutusta
käytetään etenkin akselien tiivistekohtien
pinnoittamiseen, väärin koneistettujen osien
täyttöpinnoitukseen, kulutus-/suojusholkkien
ja palloventtiileiden sekä niiden tiivisteiden
pinnoitukseen. Erilaisten kulutusholkkien se-
kä suojusholkkien pinnoitustyöt ovat lisään-
tyneet erittäin rajusti viime vuosina.
Autoteollisuudessa termistä ruiskutusta on
käytetty jo pitkään hyvinkin runsaasti. Yk-
si eniten käytetyistä pinnoitesovelluksista
on männänrenkaiden tiivistävä pinta. Pin-
noiteaineena männänrenkaissa käytetään
molybdeeniä, jolla saadaan männänrenkaan
liukupinta erittäin pienikitkaiseksi sekä läm-
pöä ja kulutusta kestäväksi. Uusimmissa
moottorisovelluksissa on alumiinilohkon
sylinteriporaus pinnoitettu plasmaruisku-
menetelmällä. Tämän tarkoituksena on
korvata valurautainen sylinteriputki ohuella
pinnoituksella, jolloin sylinteriryhmä saadaan
kevyemmäksi.
Vir tasen Moottori Oy on perinteinen moot-
torikoneistamo, jossa moottorikoneistusten
ohella valmistetaan myös erikoispinnoitteita
termisen ruiskutuksen menetelmillä. Termi-
nen ruiskutus on myös moottorikoneistuksen
yksi osa-alue. Moottorikorjauksissa yleisim-
piä termisen ruiskutuksen sovelluskohteita
ovat alimittaisiksi kuluneet laakerikaulat se-
kä laakeripesäkkeiden täyttöpinnoitukset.
Pinnoituksen jälkeen laakerikaula /-pesäke
voidaan koneistaa alkuperäiseen mittaan.
Toivotun ruiskutuslopputuloksen saavutta-
miseen vaikuttavat monet eri tekijät: pe-
rusaineen ja pinnoiteaineen galvaaninen
yhteensopivuus, pinnoitteeseen kohdistuva
mekaaninen ja kemiallinen rasitus, abraa-
sio- tai eroosio-olosuhteet, kuten kuluttavan
materiaalin koostumus, käyttöympäristön
lämpötila, asennuksen muodonmuutokset,
voitelu tai sen puute sekä perusaineen omat
ominaisuudet.
Kohteen muoto ja koko ovat myös merkittä-
vässä roolissa onnistuneen lopputuloksen
kannalta. Esimerkiksi pienten kappaleiden
lämpeneminen pinnoituksen aikana vaatii
tehokasta ja oikea-aikaista jäähdytystä. Koh-
teen muoto ja koko luovat haasteita myös
rajattaessa pinnoitusta halutulle alueelle.
Neste Oilin erilaisissa laitteiden
varaosissa käytettävät pinnoit-
teet – loppukäyttäjän näkökulma
Terminen ruiskutus on öljynjalostusteollisuu-
dessa laajalti käytetty pinnoitusmenetelmä.
Useimmin pinnoitteita käytetään erilaisten
varaosien kulutuspinnoitteina sekä korjaus-
pinnoitteina. Suurimmat laiter yhmät joissa
käytetään erilaisia ruiskutuspinnoitteita ovat
pumput, kompressorit, turbiinit ja erityyppiset
venttiilit.
Termistä ruiskutusta on käytetty tällä teolli-
suudenalalla jo pitkään. 1970-1980-luvulla
pinnoitukset tapahtuivat lähinnä liekkiruis-
kulla, jonka heikko teho aiheutti ongelmia
pinnoitteiden laadussa. Varsinkin kylmäpin-
noituksessa, eli ruiskutettaessa ilman työ-
kappaleen voimakasta esilämmitystä, pin-
noitteiden tar tuntalujuus oli yleensä heikko,
joka johti komponenttien nopeisiin vaurioihin.
Sulautuspinnoitteita käytettiin myös jonkin
verran. Tässä menetelmässä ruiskutuspinnoi-
te sulautetaan työkappaleen pinnalle kovalla
lämmöllä. Näin saatiin aikaan erittäin hyvä
tar tuntalujuus, mutta pinnoitus tällä tavalla
oli hidasta ja kallista. Myös komponenttien
materiaalit olivat yleensä karkenevia, joten
niitä ei voitu suoraan käyttää sulautuksen
kovan lämmön takia. Niinpä varaosat joudut-
tiin valmistamaan erikseen eri materiaalista
ennen pinnoitusta.
Suurnopeustekni ikoiden kehittyminen
edesauttoi myös öljynjalostuspuolen termi-
sen ruiskutuksen sovellusten kehittymistä.
Vuonna 1992 käynnistettiin yhteistyöprojekti
VTT:n ja TTY:n kanssa HVOF-menetelmän
soveltamisesta teollisuuden komponenttei-
hin. Mukana oli muutama suurempi yritys
ja loppukäyttäjä. HVOF:n havaittiin avaavan
huomattavasti mahdollisuuksia pinnoitteiden
paremman kulutuskeston ja ennen kaikkea
vähäisen huokoisuuden ja hyvän tar tunta-
lujuuden ansiosta. Nämä edut saavutettiin
ilman sulautusta, joka mahdollisti vanhojen
komponenttien korjaamisen pinnoittamalla.
Kehitysharppaus oli valtava, ja pinnoitukset
lisääntyivät muutaman vuoden aikana mo-
ninker taisesti.
Viime vuosina HVOF-karbidipinnoitteiden
osuus on kasvanut yli puoleen kaikista Nes-
te Oilin käyttämistä pinnoitteista ja lisään-
tyy koko ajan. Karbidipinnoitteiden etuna
on erittäin hyvä kulutuskesto. Näin ollen joi-
denkin laitteiden huoltovälit ovat pidentyneet
muutamista kuukausista jopa useampaan
vuoteen.
Ville Eronen
Tuotekehitysinsinööri/kovapinnoitteet
Metso Paper Oy
Jukka Koivunen
Koneistamopäällikkö
Virtasen Moottori Oy
Reijo Palkeinen
Työnsuunnittelija
Neste Oil Oy
Kuva 2. Kuvassa ruiskutetaan ylimittaisek-
si kulunutta runkolaakeripesäkettä.
Kuva 3. Neste Oilin käyttämä mäntä karbi-
dipinnoituksen ja hionnan jälkeen.