Osnovni procesi za keramičku prevlaku čelika H13 uglavnom uključuju plazma raspršivanje (APS), raspršivanje plamenom pri velikoj-brzini (HVOF) i fizičko taloženje parom (PVD). Svaka od ove tri metode ima svoj naglasak u smislu principa opreme, parametara procesa i primjenjivih scenarija, ali sve zahtijevaju tri glavne faze: prethodnu obradu supstrata, raspršivanje/taloženje i naknadnu-obradu.
I. Opći postupak prethodne obrade (dijele ga svi procesi)
Bez obzira na korištenu tehnologiju premaza, podloga od čelika H13 mora biti podvrgnuta rigoroznoj prethodnoj obradi kako bi se osigurala čvrstoća lijepljenja:
Odmašćivanje i čišćenje: Uklonite površinsko ulje acetonom ili ultrazvučnim čišćenjem.
Pjeskarenje i hrapavost: pjeskarite površinu abrazivom Al₂O3 (60–80 mesh) kako biste poboljšali hrapavost površine (Ra veći ili jednak 3,2 μm) i poboljšali mehaničko prianjanje.
Tretman predgrijavanjem: Zagrijte obradak na 150-200 stupnjeva kako biste smanjili razlike u toplinskom stresu tijekom prskanja.
II. Detaljno objašnjenje tri glavna procesa
1. Plazma raspršivanje (APS)
Koristi-plazma luk visoke temperature za taljenje keramičkog praha i raspršivanje velikom brzinom na površinu podloge.
Koraci procesa:
1. Stvaranje plazma luka: Mješoviti plin Ar/N₂/H₂ ionizira se električnim lukom kako bi se formirao mlaz plazme s temperaturama do 15 000–20 000 K.
2. Punjenje i taljenje praha: Al₂O₃, ZrO₂ ili Al2O₃-TiO₂ prah se dovodi u mlaz i zagrijava do rastaljenog ili polu-taljenog stanja.
3. Taloženje velikom -brzinom: prah udara u podlogu brzinom od 200–600 m/s i brzo se hladi kako bi formirao premaz.
4. Kontrolni parametri: struja 100–600 A, napon 30–80 V, brzina dodavanja praha 10–30 g/min
5. Značajke: Može prskati razne keramičke materijale; debljina premaza 100–200 μm, poroznost približno 2–5%.
6. Visok{1}}naponsko raspršivanje plamenom (HVOF): Postizanje gustog taloženja premaza generiranjem nadzvučne struje plamena izgaranjem goriva (kao što je kerozin ili vodik) i visoko{2}}tlačnog kisika.
2. Koraci procesa visoko{1}}naponskog raspršivanja plamenom (HVOF):
Reakcija izgaranja: Gorivo i O₂ izgaraju neprekidno u komori za izgaranje, stvarajući plamen visoke-temperature od 2900–3000 stupnjeva.
Ubrzanje plina: plin se širi kroz Lavalovu mlaznicu, stvarajući nadzvučni mlaz od 1500–2000 m/s.
Ubrzanje i taloženje praha: Keramički prah (kao što je WC-Co, Cr₃C₂-NiCr) zagrijava se do plastičnog stanja i udara o podlogu velikom brzinom, tvoreći premaz visoke -adhezije.
Tipični parametri: Udaljenost raspršivanja 150–300 mm, čvrstoća prianjanja premaza može doseći preko 70 MPa.
Karakteristike: Poroznost<1%, high bonding strength, suitable for high wear resistance and fatigue resistance conditions.
3. Fizičko taloženje parom (PVD)
U vakuumskom okruženju, ciljni materijal se fizički atomizira i taloži na površinu supstrata kako bi se formirao film.
Koraci procesa:
Vakumiranje: Ispraznite komoru na iznad 10⁻³ Pa kako biste osigurali čisto okruženje.
Ionsko čišćenje: uvedite plin Ar i primijenite negativnu prednapon za stvaranje iona argona koji bombardiraju površinu obratka, aktivirajući i uklanjajući okside.
Taloženje filma: Upotrijebite isparavanje pomoću luka ili magnetronsko raspršivanje za isparavanje metalnih meta kao što su Ti i Cr, koje reagiraju s N₂ i stvaraju tvrde prevlake kao što su TiN i CrN.
Kontrola taloženja: Temperatura 200–500 stupnjeva, brzina taloženja 0,1–1 μm/h, debljina filma obično 2–5 μm.
Značajke: Gusta, ne{0}}porozna prevlaka s visokom završnom obradom, pogodna za precizne kalupe i aplikacije protiv-prianjanja.
III. Naknadna-obrada i kontrola kvalitete
Sporo hlađenje: polako ohladite na sobnu temperaturu nakon raspršivanja kako biste izbjegli pucanje uslijed toplinskog stresa.
Završna obrada površine: brušenje ili poliranje prema potrebi kako bi se osigurala točnost dimenzija.
Metode testiranja:
Ispitivanje mikrotvrdoće (HV)
Test prianjanja (standard ASTM C633)
Metalografska analiza i SEM promatranje strukture premaza
