A H13 acélhoz megfelelő kerámia bevonóanyagok főként az Al₂O₃-TiO2, Cr3C₂-NiCr, WC-Co, TiAlSiN, Mo₂FeB₂ stb. munkakörülmények.
I. A főbb kerámia bevonóanyagok összehasonlítása
1. Al₂O₃-TiO₂ (alumínium-oxid-titán-dioxid kompozit kerámia)
Jellemzők: Nagy keménység (~1127 HV), jó tapadásgátló-, közepes kopásállóság
Alkalmazható eljárás: plazma permetezés (APS)
Előnyök: Alacsony költség, érett folyamat; jó korrózióállóság a fluoroplasztika (például PTFE) bomlásából származó HF ellen; sűrű bevonat 2-5% porozitással
Tipikus alkalmazások: forrócsatornás fúvókák, elosztók, általános présöntőformák-
Referencia adatok: A H13 acélfelületekre történő szórás után a súrlódási és kopási arány körülbelül 60%-kal csökken.
Javasolt forgatókönyvek: Korrozív műanyagok feldolgozása, közepes-hőmérsékletű körülmények (500 fok vagy annál kisebb)
2. Cr₃C₂-NiCr (króm-karbid-NiCr ötvözet)
Jellemzők: Rendkívül magas oxidációs ellenállás, kiváló hőfáradásállóság
Alkalmazható eljárás:{0}}nagy sebességű lángpermetezés (HVOF)
Előnyök: 650 fok felett stabil marad
Kiváló magas{0}}hőmérsékletű oxidációállóság, mint a WC-Co
High bonding strength (>70 MPa), erős repedésállóság
Tipikus alkalmazások: forró kovácsolószerszámok, magas-hőmérsékletű prés-öntőformák, folyamatos öntőhengerek
Tesztelt teljesítmény: 10 000 hőciklus után nincs jelentős repedésterjedés
Javasolt forgatókönyvek: magas{0}}frekvenciás hősokk, magas-hőmérsékletű oxidációs környezet
3. WC-Co (volfrámkarbid-kobalt)
Features: Ultra-high hardness (>1300 MPa) HV), Kiváló kopásállóság
Alkalmazható eljárások: HVOF vagy szuperszonikus lángpermetezés
Előnyök: A kopásállóság több mint 5-ször nagyobb, mint a H13 acél hordozóé. Alkalmas nagy-feszültségű csúszó kopási körülményekhez.
Limitations: Prone to oxidation at high temperatures (>600 fok). A társkötő drága, és az erőforrások korlátozottak-.
Alternatív megoldás: A WC-Ni (kobalt helyett nikkel) csökkentheti a költségeket és javíthatja a korrózióállóságot.
Javasolt forgatókönyvek: Magas kopású és alacsony oxidációs kockázatú présöntvény- és sajtolószerszámok.
4. TiAlSiN (titán-alumínium-szilícium-nitrid)
Jellemzők: Ultra-kemény (nano keménység 30 GPa-ig), alacsony súrlódási együttható, ellenáll a magas hőmérsékletű-oxidációnak
Alkalmazható eljárások: Fizikai gőzleválasztás (PVD)
Előnyök: A bevonat vastagsága mindössze 2-5 mm μm, a precíziós méreteket nem befolyásolja
Megtartja a magas keménységet 550 fokon
Jelentősen csökkenti az olvadt fém tapadását
Kutatási támogatás: a Shandong Egyetem Lin Jun csapata megerősítette, hogy a TiAlSiN bevonat közel kétszeresére javítja a H13 acél kopásállóságát
Javasolt forgatókönyvek: Precíziós műanyag öntőformák, optikai alkatrészek öntőformái, magas tapadásgátló{0}}felhasználást igénylő alkalmazások
5. Mo₂FeB₂ (Ternary Boride Ceramic)
Jellemzők: In{0}}situ szintetizált kerámia fázis, finom szemcsék, az acélhoz közeli hőtágulási együttható
Alkalmazható eljárás: Reaktív lángpermetezés (RFS)
Előnyök: A mikrokeménység eléri az 1200 HV0,1 értéket, kiváló kopásállóság és hőfáradásállóság
Alacsony tapadási feszültség H13 acél hordozóval, nem hajlamos a repedésre
Kutatási támogatás: A Hubei Műszaki Egyetem kutatása azt mutatja, hogy ez a bevonat stabil 600 fokos hőciklus alatt
Javasolt forgatókönyvek: nagy-méretű présöntő-formák, hőfáradás- és kopásállóságot egyaránt igénylő alkalmazások
II. Az anyagválasztási ajánlások összefoglalása
Anyagok Optimális teljesítmény, ajánlott eljárás, alkalmazható forgatókönyvek
Al₂O₃-TiO₂: Korrózióálló, anti-tapadás; APS (fluorpolimer műanyagok); forró futók, általános védelem
Cr₃C₂-NiCr: Magas-hőmérsékletű oxidációálló, hőfáradásálló; HVOF (magas-hőmérsékletű kovácsolószerszám, magas-hőmérsékletű fröccsöntés)
WC-Co / WC-Ni: Rendkívül kopásálló; HVOF (nagy-kopású fröccsöntő, sajtolószerszámok)
TiAlSiN: Nagy keménység, alacsony súrlódás; PVD (Precíziós műanyag öntőformák, optikai formák)
Mo₂FeB₂: Kiegyensúlyozott általános teljesítmény; RFS (Regenerative Flask System); nagy formák, hőfáradásnak ellenálló követelmények
