A H13-as acélkerámia bevonat alapvető folyamatai főként a plazmapermetezést (APS), a nagy sebességű lángpermetezést (HVOF) és a fizikai gőzleválasztást (PVD) foglalják magukban. E három módszer mindegyike saját hangsúlyt fektet a berendezés alapelvei, a folyamatparaméterek és az alkalmazható forgatókönyvek tekintetében, de mindegyik három fő szakaszt igényel: az aljzat előkezelését, a permetezést/lerakódást és az utókezelést.
I. Általános előkezelési folyamat (valamennyi folyamat megosztja)
Az alkalmazott bevonási technológiától függetlenül a H13 acélfelületet szigorú előkezelésnek kell alávetni a ragasztási szilárdság biztosítása érdekében:
Zsírtalanítás és tisztítás: Távolítsa el a felületi olajat acetonos vagy ultrahangos tisztítással.
Homokfúvás és érdesítés: Homokfújja a felületet Al₂O3 csiszolóanyaggal (60-80 mesh) a felületi érdesség (Ra nagyobb vagy egyenlő, mint 3,2 μm) és a mechanikai tapadás javítása érdekében.
Előmelegítő kezelés: Melegítse fel a munkadarabot 150-200 fokra, hogy csökkentse a permetezés közbeni hőfeszültség-különbségeket.
II. Három főfolyamat részletes magyarázata
1. Plazmapermetezés (APS)
Magas{0}}hőmérsékletű plazmaív segítségével megolvasztja a kerámiaport, és nagy sebességgel szórja a hordozó felületére.
A folyamat lépései:
1. Plazmaív előállítása: Egy Ar/N2/H2 kevert gázt elektromos ív ionizál, és plazmasugár keletkezik, amelynek hőmérséklete 15 000–20 000 K.
2. Por betáplálása és olvasztása: Al2O3, ZrO2 vagy Al2O3-TiO₂ port táplálunk a sugárba, és olvadt vagy félig{2}}olvadt állapotra melegítjük.
3. Nagy-sebességű lerakódás: A por 200–600 m/s sebességgel hat az aljzatra, és gyorsan lehűl, és bevonatot képez.
4. Szabályozási paraméterek: Áram 100–600 A, Feszültség 30–80 V, Por adagolási sebesség 10–30 g/perc
5. Jellemzők: Különféle kerámia anyagokat szórhat; bevonat vastagsága 100-200 μm, porozitás kb. 2-5%.
6. Nagy-feszültségű lángpermetezés (HVOF): Sűrű bevonatlerakódás elérése tüzelőanyagok (például kerozin vagy hidrogén) és nagynyomású oxigén égésén keresztül szuperszonikus lángáram létrehozásával.
2. Magas-feszültségű lángpermetezés (HVOF) folyamat lépései:
Égési reakció: A tüzelőanyag és az O₂ folyamatosan ég az égéskamrában, és magas,{0}}2900–3000 fokos hőmérsékletű lángot hoz létre.
Gázgyorsítás: A gáz a Laval fúvókán keresztül tágul, 1500-2000 m/s sebességű szuperszonikus sugárt képezve.
Porgyorsítás és lerakódás: A kerámiapor (például WC-Co, Cr₃C₂-NiCr) képlékeny állapotba kerül, és nagy sebességgel üti az aljzatot, és erősen -tapadó bevonatot képez.
Jellemző paraméterek: Szórási távolság 150-300 mm, a bevonat ragasztási szilárdsága elérheti a 70 MPa-t is.
Jellemzők: Porozitás<1%, high bonding strength, suitable for high wear resistance and fatigue resistance conditions.
3. Fizikai gőzlerakódás (PVD)
Vákuumkörnyezetben a célanyagot fizikailag porlasztják, és a szubsztrátum felületére helyezik, így filmet képeznek.
A folyamat lépései:
Porszívózás: A tiszta környezet biztosítása érdekében ürítse ki a kamrát 10⁻3 Pa fölé.
Ionos tisztítás: Vezessen be Ar gázt, és alkalmazzon negatív előfeszítést, hogy argonionokat hozzon létre, amelyek bombázzák a munkadarab felületét, aktiválják és eltávolítják az oxidokat.
Filmleválasztás: Használjon ívpárologtatást vagy magnetronos porlasztást fémtárgyak, például Ti és Cr elpárologtatására, amelyek reakcióba lépnek az N2-vel, és kemény bevonatokat képeznek, mint például a TiN és a CrN.
Lerakódás szabályozása: Hőmérséklet 200-500 fok, lerakódási sebesség 0,1-1 μm/h, filmvastagság jellemzően 2-5 μm.
Jellemzők: Sűrű, nem-porózus bevonat magas felületi minőséggel, alkalmas precíziós formákhoz és -tapadásgátló alkalmazásokhoz.
III. Utókezelés és minőség-ellenőrzés
Lassú hűtés: Permetezés után lassan hűtse le szobahőmérsékletre, hogy elkerülje a termikus feszültségrepedést.
Felületkezelés: Szükség szerint csiszolás vagy polírozás a méretpontosság biztosítása érdekében.
Vizsgálati módszerek:
Mikrokeménységi teszt (HV)
Tapadási teszt (ASTM C633 szabvány)
A bevonat szerkezetének metallográfiai elemzése és SEM megfigyelése
