Özellikle madencilik makinaları, metalurji ekipmanları, inşaat makinaları, tarım makinaları ve enerji sektöründe mekanik ekipmanların yüzey onarımı ve fonksiyonel iyileştirilmesinde yaygın olarak kullanılır.

Metalurjik bağlama, sert yüzey kaplamanın özüdür

İlke analizi:

Sert kaplama işleminin temel prensibi, sert kaplama malzemesini (kaynak teli, kaynak çubuğu veya metal tozu) bir ısı kaynağı (elektrik arkı, plazma, lazer vb.) aracılığıyla eritmek ve metal alt tabaka yüzeyiyle metalurjik bir bağ veya kısmi mekanik yapışma oluşturarak belirli işlevlere sahip güçlendirilmiş bir tabaka oluşturmaktır.

Bu güçlendirilmiş katman genellikle orijinal taban malzemesinden daha sert ve aşınmaya karşı daha dayanıklıdır ve yüksek gerilime, yüksek sıcaklığa veya aşındırıcı ortamlara dayanabilir.

Sert yüzey kaplama proses akışı:

- Yüzey hazırlığı: İş parçasının yüzeyindeki yağ, pas ve oksit kalıntılarını temizleyin.

- Ön ısıtma işlemi: Bazı yüksek karbonlu çelik veya alaşımlı çelik iş parçalarının kaynak çatlaklarını önlemek için ön ısıtmaya ihtiyacı vardır.

- Sert yüzey kaplama yöntemini seçin: Yaygın yöntemler şunları içerir:manuel ark sert kaplama, tozaltı ark kaynağı, plazma sert kaplama (PTA), lazer sert kaplama, vesaire.

- Sert kaplama işlemi: Parçanın aşınma alanına bağlı olarak sert kaplamayı bölümlere ayırın ve kaynak genişliğini ve sert kaplama tabakasının kalınlığını kontrol edin.

- Isıl işlem sonrası ve temizleme: Stres konsantrasyonunu azaltın, boyutsal ve yapısal bütünlüğü sağlamak için öğütün ve şekillendirin.

Sert yüzey kaplama onarımında hangi ekipmanlar uygundur?

Sert yüzey kaplama, yalnızca yeni ekipmanların yüzey ön güçlendirme işlemi için değil, aynı zamanda eski ekipmanların aşınmış parçalarının onarımında da yaygın olarak kullanılır. Sert yüzey kaplama onarımı için uygun ekipmanlar temel olarak aşağıdaki türleri içerir:

•Madencilik ve inşaat makineleri

Ekskavatör kepçe dişleri, kepçe kenarları, konveyör kazıyıcı bıçakları

Kırıcı çekiç kafaları, öğütme silindirleri, elek plakaları

•Metalurji ve yapı malzemeleri ekipmanları

Haddehaneler, bilyalı değirmenler, haddeleme silindirleri, kaynak kalıpları

Döner fırın destek tekerlekleri, yatak yuvaları, kesme kafaları

•Güç ve kazan ekipmanları

Brülör nozulları, süper ısıtıcı boruları, fan kanatları

Enerji santrali kükürt giderme ekipmanlarında aşınmaya dayanıklı parçalar

•Tarım ve gıda işleme makineleri

Saban demirleri, döner saban bıçakları, kırma aletleri, pres vidaları

Sert yüzey onarımı ile bu ekipmanların kullanım ömrü 2-10 kata kadar uzatılabilmekte, böylece sık sık değişimden kaynaklanan üretim kesintileri ve yüksek masraflar etkili bir şekilde önlenebilmektedir.

Sert Yüzey Kaplama ile Termal Püskürtme Arasındaki Fark

Rağmensert yüzey kaplamaVetermal püskürtmeHer ikisi de metal yüzey modifikasyon teknolojileri olmakla birlikte, proses prensipleri, kaplama özellikleri ve uygulanabilir senaryolar açısından aralarında temel farklılıklar bulunmaktadır.

Sert yüzey kaplamaMetal malzemelerin bir ısı kaynağı kullanılarak eritilmesi ve alt tabaka ile güçlü bir metalurjik bağ oluşturulmasını içerir. Kaynak tabakası genellikle kalındır ve birkaç milimetreye, hatta onlarca milimetreye ulaşır. Güçlendirilmiş tabaka sadece aşınmaya dayanıklı olmakla kalmaz, aynı zamanda güçlü darbe yüklerine de dayanabilir, bu da onu zorlu koşullarda çalışan ve ciddi parça aşınması olan ağır hizmet tipi ekipmanlar için daha uygun hale getirir.

Termal püskürtmeMetal veya seramik malzemelerin yarı erimiş hale ısıtılması ve ardından yüksek hızlı gaz akışıyla iş parçası yüzeyine itilerek ince, mekanik olarak bağlanmış bir kaplama oluşturulmasını içerir. Püskürtülen tabaka, alt tabaka ile metalurjik bir bağ oluşturmaz ve aşınma direnci ile bağlanma mukavemeti genellikle sert yüzey kaplamasından daha düşüktür, ancak daha az ısı etkisi ve deformasyona maruz kalır, bu da onu hassas parçaların ve ince cidarlı parçaların korozyon koruması için daha uygun hale getirir.

Basitçe ifade etmek gerekirse, sert yüzey kaplama, yüksek aşınma ve yüksek darbeye sahip parçaların ağır hizmet tipi onarımı için uygundur, termal püskürtme ise hassasiyet ve korozyon direnci gerektiren ancak nispeten hafif yüklerin olduğu uygulamalar için daha uygundur.

Farklı Yüzey Malzemelerinin Karşılaştırılması

Yaygın yüzey kaplama malzemeleri şunlardır:

•Demir bazlı alaşımlar

•Nikel bazlı alaşımlar

•Kobalt bazlı alaşımlar

•Tungsten karbür

Demir bazlı alaşımlarEn yaygın kullanılan kaplama kaynak malzemeleridir, mükemmel çok yönlülük ve düşük maliyet sunarlar ve kepçe dişleri, taşlama diskleri, konveyörler ve diğer bileşenler gibi çoğu aşınmaya dayanıklı uygulama için uygundurlar.

Kobalt bazlı alaşımlar(Stellite serisi gibi) yüksek sıcaklık aşınmasına ve metaller arası aşınmaya karşı mükemmel direnç gösterir ve genellikle vanaların, kalıpların ve kesici takımların kritik yüzeylerinin sertleştirilmesinde kullanılır. Ancak nispeten pahalıdırlar ve hassas ve yüksek katma değerli bileşenler için uygundurlar.

Nikel bazlı alaşımlar Mükemmel korozyon ve oksidasyon direncine sahiptirler ve sıklıkla kimyasal ekipmanlarda, kazan borularında, petrol endüstrisinde ve diğer korozyona dayanıklı ortamlarda kullanılırlar.

Tungsten karbür takviyeli alaşımlarTungsten karbür veya krom karbür gibi malzemeler, yüksek hızlı darbeli ekipmanlar, çimento dikey değirmenleri ve maden kırma bileşenleri gibi aşırı aşınma koşulları için uygundur. Son derece yüksek sertliğe ve aynı zamanda yüksek kırılganlığa sahiptirler.

Malzeme seçimi yapılırken, çalışma sıcaklığı, yük tipi, aşındırıcı ortam, kaynak yöntemi ve bakım bütçesi gibi faktörler kapsamlı bir şekilde göz önünde bulundurulmalı, böylece aşırı tasarım veya gereksiz maliyet israfına yol açabilecek yüksek maliyetli malzemelerin körü körüne seçilmesi önlenmelidir.

Uygun sert yüzey kaplama işlemi nasıl seçilir?