Prikladni materijali za keramičku prevlaku za čelik H13 uglavnom uključuju Al₂O₃-TiO₂, Cr3C₂-NiCr, WC-Co, TiAlSiN i Mo₂FeB₂, itd. Različiti materijali imaju različite čvrstoće u otpornosti na habanje, otpornosti na toplinski zamor, otpornosti na koroziju i cijenu te se moraju uskladiti prema na specifične uvjete rada.
I. Usporedba glavnih keramičkih premaznih materijala
1. Al₂O₃-TiO₂ (aluminij-kompozitna keramika s titanijevim dioksidom)
Značajke: visoka tvrdoća (~1127 HV), dobra anti-adhezija, umjerena otpornost na trošenje
Primjenjivi postupak: prskanje plazmom (APS)
Prednosti: niska cijena, zreo proces; dobra otpornost na koroziju na HF koji nastaje razgradnjom fluoroplastike (kao što je PTFE); gusti premaz s poroznošću od 2-5%
Tipične primjene: vruće mlaznice, razdjelnici, opći-kalupi za tlačno lijevanje
Referentni podaci: Nakon raspršivanja na čelične površine H13, trenje i stopa trošenja smanjeni su za približno 60%.
Preporučeni scenariji: obrada korozivne plastike, uvjeti srednje-temperature (Manje od ili jednako 500 stupnjeva)
2. Cr₃C₂-NiCr (legura krom karbida-NiCr)
Svojstva: Izuzetno visoka otpornost na oksidaciju, izvrsna otpornost na toplinski zamor
Primjenjivi postupak: -plameno prskanje velikom brzinom (HVOF)
Prednosti: Ostaje stabilan iznad 650 stupnjeva
Vrhunska otpornost na-oksidaciju pri visokim temperaturama u usporedbi s WC-Co
High bonding strength (>70 MPa), jaka otpornost na pucanje
Tipične primjene: kalupi za vruće kovanje, kalupi za-lijevanje-na visokoj temperaturi, valjci za kontinuirano lijevanje
Ispitana izvedba: Nema značajnog širenja pukotina nakon 10 000 toplinskih ciklusa
Preporučeni scenariji: Visoko-frekventni toplinski šok, visoko-temperaturna oksidacijska okruženja
3. WC-Co (volframov karbid-kobalt)
Features: Ultra-high hardness (>1300 MPa) HV), Izvrsna otpornost na trošenje
Primjenjivi procesi: HVOF ili nadzvučno raspršivanje plamenom
Prednosti: Otpornost na habanje je više od 5 puta veća od H13 čelične podloge. Prikladno za-uvjete kliznog trošenja pod visokim stresom.
Limitations: Prone to oxidation at high temperatures (>600 stupnjeva). Kovezivo je skupo i resursi-ograničeni.
Alternativa: WC-Ni (nikl umjesto kobalta) može smanjiti troškove i poboljšati otpornost na koroziju.
Preporučeni scenariji: kalupi za tlačno lijevanje i utiskivanje s visokim trošenjem i niskim rizikom od oksidacije.
4. TiAlSiN (titan aluminij silicij nitrid)
Značajke: Ultra-tvrdo (nano tvrdoća do 30 GPa), nizak koeficijent trenja, otporan na oksidaciju na visokim-temperaturama
Primjenjivi procesi: Fizičko taloženje iz pare (PVD)
Prednosti: Debljina premaza samo 2–5 mm μm, ne utječe na preciznost dimenzija
Održava visoku tvrdoću na 550 stupnjeva
Značajno smanjuje prianjanje rastaljenog metala
Podrška istraživanju: Lin Jun tim Sveučilišta Shandong potvrdio je da TiAlSiN premaz poboljšava otpornost na habanje čelika H13 za gotovo 2 puta
Preporučeni scenariji: precizni plastični kalupi, kalupi za optičke komponente, primjene koje zahtijevaju visoku anti{0}}adheziju
5. Mo₂FeB₂ (ternarna boridna keramika)
Karakteristike: in{0}}sintetizirana keramička faza, fina zrna, koeficijent toplinske ekspanzije sličan onom čelika
Primjenjivi postupak: raspršivanje reaktivnim plamenom (RFS)
Prednosti: Mikrotvrdoća doseže 1200 HV0.1, izvrsna otpornost na trošenje i otpornost na toplinski zamor
Nisko naprezanje pri spajanju s H13 čeličnom podlogom, nije sklona pucanju
Potpora istraživanju: Istraživanje Tehnološkog sveučilišta Hubei pokazuje da je ovaj premaz stabilan pod toplinskim ciklusima od 600 stupnjeva
Preporučeni scenariji: Kalupi-velike-lijevke pod pritiskom, primjene koje zahtijevaju otpornost na toplinski zamor i otpornost na trošenje
II. Sažetak preporuka za odabir materijala
Optimalna izvedba materijala, preporučeni proces, primjenjivi scenariji
Al₂O₃-TiO₂: otporan na koroziju, protiv-prianjanja; APS (fluoropolimerna plastika); topli kanali, opća zaštita
Cr₃C₂-NiCr: otporan na-visoku temperaturu oksidacije, otporan na toplinski zamor; HVOF (visoko-temperaturni kalupi za kovanje, visoko-temperaturno lijevanje pod pritiskom)
WC-Co / WC-Ni: Izuzetno otporan na habanje; HVOF (-lijevanje pod pritiskom, kalupi za utiskivanje)
TiAlSiN: visoka tvrdoća, nisko trenje; PVD (precizni plastični kalupi, optički kalupi)
Mo₂FeB₂: Uravnotežena ukupna izvedba; RFS (sustav regenerativnih tikvica); veliki kalupi, zahtjevi otporni na toplinski zamor
