Hidrolik Silindirler ve Çubuklar için Lazer Kaplama ve Sert Krom Kaplama Karşılaştırması

HVOF Termal Sprey

Yüksek hızlı oksijen yakıtlı (HVOF) püskürtme yöntemi, yarı erimiş tozu süpersonik hızda püskürterek mekanik olarak bağlanmış bir kaplama oluşturur. Yüzeye verilen ısı miktarı çok düşüktür, bu da ince duvarlı veya ısıya duyarlı parçalar için caziptir ve Cr(VI) içermeyen karbür ve alaşım tozları yaygın olarak bulunur. Sınırlamalar bağ dayanımı ve elde edilebilir kalınlıktır: HVOF kaplamalar tipik olarak 0,1–0,5 mm kalınlığındadır ve yüksek temas gerilimine iyi dayanmazlar, bu nedenle ağır noktasal yüklemeden ziyade aşınma ve korozyon hizmetine daha uygundurlar.[KAYNAK: kaplama tedarikçisi veri sayfası]

Elektrolizsiz Nikel

Elektrolizsiz nikel kaplama için açık bir ifade yeterlidir: Erimiş kaplama ile aynı sınıfta bir aşınma kaplaması değildir. Ancak, arıza modu aşınmadan ziyade korozyon ise ve yükler hafifse, en ucuz ve doğru çözüm olabilir; girintilere düzgün bir şekilde kaplama yapar, elektrik teması gerektirmez ve genellikle sonradan işleme gerektirmez. Uygun olduğunda tavsiye edilmesi, teknik bir kılavuzu satış sayfasından ayıran şeydir.

Lazer Kaplama ile Sert Krom Kaplama Arasındaki Ölçülebilir Farklar

Sert krom ince, sert ve oda sıcaklığında üretilir; lazer kaplama ise daha kalın, metalurjik olarak bağlanmış ve sıcak olarak üretilir. Bu dört fark – kalınlık, bağlama, ısı ve sertlik mekanizması – her bir işlemin neredeyse tüm pratik avantaj ve dezavantajlarını açıklamaktadır.

Bağlanma Mukavemeti ve Gözeneklilik

Elektrolitik sert krom, alt tabakayı eritmeden yapışır ve kaplama birikintileri, gerilimi dağıtmaya yardımcı olan ancak aynı zamanda korozyon için yollar sağlayan bir mikro çatlak ağı içerir. Kaplama, yüksek mukavemetli çeliklerde hidrojen gevrekliği riski taşır; bu nedenle, kaplanmış yüksek gerilimli parçalar genellikle kaplamadan sonra bir fırınlama işlemi gerektirir. Lazer kaplama metalurjik bir bağ oluşturur, bu nedenle karakteristik arıza modu ayrılma değil, seyreltmedir. Bu iddiaların hiçbiri tek başına bir veri sayfasında kabul edilmemelidir: bağ veya kesme testi sonuçları, metalografik kesit ve boya penetrant muayenesi isteyin ve kabul kriterlerini satın alma siparişine yazın. Kaynaklı kaplamada çatlamanın kendine özgü nedenleri vardır ve gözeneklilikten ayrı olarak teşhis edilmelidir — bkz.Sert yüzey kaplamaları neden çatlar?.

Elde Edilebilir Sertlik ve Aşınma Direnci

Elektrolitik sert krom, tipik olarak yüzeyde ince ve nispeten kırılgan bir tabaka halinde, HV 800-1000 aralığında ölçülür.[KAYNAK: kaplama spesifikasyonu veya yayınlanmış standart referansı]Kaplama alaşımları, kobalt bazlı (Stellite tipi), nikel bazlı ve demir bazlı sistemleri kapsar; karbür takviyeli kaliteler de mevcuttur ve pratik kaplamalar, seçilen alaşıma bağlı olarak genellikle 20-60 HRC aralığında sertliğe sahiptir. Bunlar arasında seçim yapmak, sertlik sorusu kadar aşınma mekanizması sorusudur da — bkz.sert yüzey kaplama alaşımı seçimi.[KAYNAK: alaşım tozu veri sayfası]

Burada önemli olan editoryal nokta şudur: yüzey sertliği tek başına aşınma ömrünü tahmin etmez. 55 HRC sertliğindeki bir kaplama ve 55 HRC sertliğindeki bir levha aynı şekilde aşınmaz, çünkü aşınma direnci, sertlik sayısından çok mikroyapıya, karbür oranına ve karşı yüzeye bağlıdır. Eşit sertlikte ve eşit katman kalınlığında karşılaştırma yapın, aksi takdirde karşılaştırmanın bir anlamı kalmaz.

Katman Kalınlığı Sınırları

Aşınmış bir çubuk için en büyük pratik fark, katman kalınlığıdır. Kaplama ekonomisi ince kaplamaları destekler; kalın kaplama yavaş, pahalıdır ve çatlama ve dökülme riskini artırır. 0,5–3 mm kalınlığındaki kaplama, onarım stratejisini yüzeyi korumaktan geometriyi yeniden oluşturmaya dönüştürür.[KAYNAK: proses veri sayfası veya ekipman üreticisi verileri]0,8 mm daha küçük çaplı bir çubuk, ticari maliyetle krom kaplama ile nominal boyutuna geri getirilemez, ancak kaplama ile yeniden yapılandırılabilir ve ardından istenen boyuta işlenebilir. Boyutsal restorasyonun söz konusu olduğu durumlarda, kaplama aynı kategoride yer almaz.

Seyreltme Kontrolü, Yönetici Değişken Olarak

Seyreltme, kaplama tabakasına eriyen alt tabaka metalinin oranını ifade eder ve kaplama tabakasının yüzdesi olarak belirtilir. Bu, belirleyici değişkendir çünkü kaplamanın belirttiğiniz alaşım gibi mi yoksa farklı sertlik ve korozyon davranışına sahip seyreltilmiş bir uzlaşma gibi mi davranacağını belirler. Lazer kaplama, erime havuzu küçük olduğu ve ısı girişi kontrol edildiği için seyreltmeyi düşük tutar, genellikle tek haneli rakamlardadır. Her kaplama spesifikasyonunda bir seyreltme limiti ve bir doğrulama yöntemi belirtilmelidir;PTA sertleştirme işleminde seyreltme oranıBu, sayının nasıl ayarlandığı ve kontrol edildiği konusunda faydalı bir referans noktasıdır.[KAYNAK: proses veri sayfası veya yayınlanmış seyreltme verileri]

Isı Girişi ve Yüzey Isıl İşlemi

Bu, karşılaştırmada en az tartışılan ödünleşme noktasıdır. Kaplama soğuk bir işlemdir; kaplama ise değildir. Yüksek mukavemetli bir çelik çubukta, yerel ısıtma, kaplamanın altındaki alt tabakayı sertleştirebilir ve en çok ihtiyaç duyulan yerde mukavemetini azaltabilir; ayrıca farklı termal genleşme, uzun ve ince bir parçayı deforme edebilir. Her ikisi de yönetilebilir – ön ısıtma, ara geçiş sıcaklık kontrolü, kaynak sıralaması, kontrollü soğutma ve bazı durumlarda kaynak sonrası ısıl işlem yoluyla – ancak bunlar sonradan keşfedilmek yerine sürece dahil edilmelidir. Bir tedarikçi size çubuk malzemeniz için maksimum ara geçiş sıcaklığını söyleyemiyorsa, bu size daha önce bu işlemi yapıp yapmadıklarını gösterir.

Yüzey İşleme ve Son İşleme

Her iki işlem de hidrolik çubuğun gerektirdiği Ra değerine ve yuvarlaklığa kadar tamamlanabilir, ancak izlenen yol farklıdır. Krom kaplı bir çubuk, kaplamadan sonra ince bir toleransla taşlanır ve parlatılır. Kaplamalı bir çubuk ise tornalanmalı ve ardından taşlanmalıdır; bu işlemde, katmana ve takıma bağlı olarak genellikle 0,3-0,8 mm civarında bir işleme toleransı bırakılır. Bu gerçek bir maliyet ve gerçek bir teslim süresi kalemidir. Bunu baştan bütçenize dahil edin.[KAYNAK: Tamamlanmış bir iş parçasında ölçülen işleme payı]

Lazer kaplama, sert krom kaplamaya kıyasla ne kadar maliyetlidir?

Servis aralığı başına parça maliyeti belirleyici faktördür; sarf malzemesinin kilogram fiyatı veya kaplamanın desimetrekare fiyatı değil. Aynı aralıkta ikinci bir onarım gerektiren daha ucuz bir işlem, daha pahalı işlemdir.

Modele Neler Dahil Edilmeli?

Hesaplamaya sekiz madde dahil edilmelidir ve bunlardan herhangi birini dışarıda bırakmak, dışarıda bıraktığınız sürecin en az avantajlı olmasını sağlar:

• Mevcut katmanın soyulması veya çıkarılması
• Ön ısıtma ve ara geçiş bekleme süreleri de dahil olmak üzere hazırlık süresi
• Sarf malzemesi maliyeti — toz veya tel, veya kaplama kimyasalları ve anotlar
• Son boyut ve yüzey kalitesine ulaşmak için gereken işleme süresi
• Muayene ve dokümantasyon
• Nakliye ve teslimat süresi
• Arıza süresi maliyeti atölyede değil, makinede ölçülür.
• Bir sonraki onarımdan önce beklenen servis aralığı

Uygulama Örneği: 200 mm Çap × 2000 mm Hidrolik Çubuk

Çapı 200 mm, uzunluğu 2000 mm olan, çevresinde çizikler bulunan ve 0,6 mm oranında aşınmış, işlenmiş bir silindir çubuğunu ele alalım.

Çerçeve basittir. Kaplama, soyulmuş alan ve kalınlığa göre fiyatlandırılır ve düşük kalınlık sınırı, aşınmanın yalnızca bir kısmını giderebileceği anlamına gelir. Kaplama ise, geometriyi eski haline getirmek için gereken dolgu hacmine ve boyutuna geri getirmek için gereken işleme maliyetine göre fiyatlandırılır. Her ikisini de yukarıdaki sekiz maddelik model üzerinden beklenen servis aralığı boyunca çalıştırın.

Krom kaplamanın hala daha ucuz olduğu zamanlar

Bu bölüm doğru olduğu için burada kalıyor. Krom kaplama, yeni parçalarda, hafif yüklerde, dar toleranslarda, kısa çalışma döngülerinde ve halihazırda şirket içi kaplama hattının bulunduğu her yerde üstünlük sağlar. Aşınmanın yüzeysel olduğu ve boyut restorasyonunun gerekmediği durumlarda üstünlük sağlar. Toz beslemeli bir işlemin ulaşmakta zorlandığı geometrilerde üstünlük sağlar. Tercih ettiği işlemin yanlış seçim olduğunu söyleyemeyen bir tedarikçi size mühendislik açısından bir cevap vermemiştir.

Bileşene Eşleştirme Süreci

İşlemde belirleyici olan tercih değil, bileşen geometrisidir. Aşağıdaki üç örnek, çoğu soruyu kapsamaktadır.

Dış çubuklar.

Tavsiye edilen	Neden
EHLA veya geleneksel lazer kaplama	Dış çap, yuvarlaklık ve yüzey kalitesi belirleyici gereksinimlerdir ve düşük ısı girdisi, uzun ve ince parçalarda deformasyonu sınırlar.
PTA sert yüzey kaplaması	Çubuk kısa ve sert olduğunda ve daha yüksek biriktirme oranı daha yüksek ısı girdisini dengelediğinde uygulanabilir.

Silindir iç yüzeyleri ve iç çapları.

Tavsiye edilen	Neden
Derin delik kaynak makinesiyle PTA sertleştirme işlemi.	Daha yüksek biriktirme oranı ve termal yüke dayanabilen geniş iç yüzeylerde daha iyi kaplama.
İç lazer kaplama	Seyreltme ve ısı girişinin düşük tutulması gereken ve silindirin baş kısmına erişilebilir olduğu durumlarda.

Uzun stroklu piston kolları ve yerinde onarım.

Tavsiye edilen	Neden
Taşınabilir lazer kaplama	Parçanın makineden çıkarılamadığı durumlarda; elde edilebilecek yuvarlaklık ve yüzey kalitesi sınırlıdır, bu nedenle toleranslar işe başlamadan önce kararlaştırılmalıdır.
Sökme ve atölye onarımı	Yerinde yapılacak kaplamanın çizimdeki gereksinimleri karşılamadığı durumlarda yine de gereklidir. Teklif vermeden önce bunu belirtin.

Teklif Talebi İçin Şartname Kontrol Listesi

Bunu sipariş formuna yapıştırın. Her satıra cevap veremeyen bir tedarikçi, fiyat teklifi vermeye hazır değildir.

• Alaşım veya kaplama tanımı, veri sayfası referansıyla birlikte.
• Kaplama kalınlığı, minimum ve maksimum
• Sertlik gereksinimi ve ölçümün tam yeri ve yöntemi
• Seyreltme limiti ve doğrulama yöntemi
• Bağlanma ve gözeneklilik kabul kriterleri
• Tahribatsız muayene yöntemi ve kabul düzeyi
• Son yüzey kalitesi, Ra cinsinden ifade edilir.
• Boyutsal tolerans ve yuvarlaklık
• Belgeler: WPS/PQR, toz veya tel sertifikaları, muayene raporu
• Son boyutuna göre işleme yapılması kapsam dahilinde mi?
• Alt tabaka malzemesi için maksimum geçişler arası sıcaklık

Sıkça Sorulan Sorular

1. Sert krom kaplamanın yerine ne kullanılabilir?

Lazer kaplama, PTA sertleştirme, HVOF termal püskürtme ve kimyasal nikel kaplama, dört pratik alternatiftir. Lazer kaplama ve PTA metalurjik olarak kaynaşır ve milimetrelerce geometriyi yeniden oluşturabilir; HVOF çok düşük ısı girdisiyle mekanik olarak bağlanır; kimyasal nikel kaplama ise hafif yüklerde korozyon kaynaklı arızalar için uygundur. Doğru seçim, gereken kalınlığa, yüke, alt tabakaya ve toleransa bağlıdır.

2. Sert krom kaplama yasaklanıyor mu?

Cr(VI) tamamen yasaklanmamıştır, ancak kullanımı giderek kısıtlanmaktadır. AB REACH kapsamında, krom trioksit yetkilendirmeye tabidir, bu nedenle kullanımına devam edilmesi için zaman sınırlamalarıyla birlikte vaka bazında onay gerekmektedir. ABD'de, krom elektrokaplama için EPA emisyon kuralları sıkılaştırılmıştır. Gelişme yönünü kesinleşmiş, zamanlamayı ise bölgeye özgü olarak değerlendirin ve özetler yerine ECHA ve EPA'nın birincil kaynaklarını kontrol edin.

3. Lazer kaplama, sert kromun sertliğine ulaşabilir mi?

Evet, hatta onu aşabilir. Elektrolitik sert krom, yüzeyde tipik olarak HV 800-1000 civarında sertliğe sahiptir. Karbür takviyeli kobalt, nikel ve demir bazlı kaplama alaşımları düzenli olarak 45-60 HRC'ye ulaşır ve bazı kobalt alaşımları yüksek sıcaklıklarda sertliği kromdan daha iyi korur. Katman kalınlığı ve tokluk, sertlik değeri kadar önemlidir.[KAYNAK: kaplama spesifikasyonu; alaşım tozu veri sayfası]

4. Lazer kaplama tabakası ne kadar kalın olabilir?

Geleneksel lazer kaplama genellikle 0,5–3 mm kalınlık oluşturur ve gerektiğinde birden fazla geçişle daha kalın katmanlar elde edilebilir. EHLA ise genellikle 0,1–0,5 mm kalınlığında daha ince katmanlar üretir. Hidrolik çubuk onarımı için pratik aralık genellikle, işlem tavanına değil, onarılması gereken metal miktarına ve işleme payına bağlıdır.[KAYNAK: EHLA proses literatürü; ekipman veri sayfası]

5. Lazer kaplama, hidrolik çubuğun yeniden kromlanmasından daha mı ucuz?

Alan birimi başına değil; kaplama genellikle uygulama maliyeti daha yüksektir. Servis aralığı başına daha ucuz olabilir ve özellikle kaplamanın ekonomik olarak sağlayamayacağı boyutsal düzeltme gerektiren durumlarda çok daha ucuzdur. Eğer çubuk 0,5-1 mm daha küçükse, kaplama ticari maliyetle bunu düzeltemez ve nominal boyuta geri dönmenin tek yolu kaplamadır.

6. Hidrolik çubuk, makineden çıkarılmadan tamir edilebilir mi?

Bazen. Taşınabilir lazer kaplama ekipmanı, büyük veya hareket ettirilemeyen parçalar için makineye götürülebilir, ancak yerinde çalışma, elde edilebilecek yuvarlaklık ve yüzey kalitesini kısıtlar ve tolerans, işe başlamadan önce kararlaştırılmalıdır. Elde edilebilecek yüzey kalitesi kabul edilemez olduğunda, yine de sökme işlemi gereklidir.

Çözüm

Karar verme süreci kısadır. Arıza modunu belirleyin: korozyon, aşınma veya geometri kaybı. Yüzeyin ısıya dayanıklı olup olmadığını kontrol edin, çünkü bu, hangi işlemlerin uygulanacağını veya uygulanmayacağını belirler. Ardından, kaplama işlemi başına fiyatı değil, servis aralığı başına parça başına toplam maliyeti karşılaştırın. Cevap hafif yükte korozyon ise, elektrolizsiz nikel olabilir. Ağır yük altında bir çubukta boyut restorasyonu ise, neredeyse her zaman ergitme işlemidir ve geriye kalan soru, hangisinin geometriye uygun olduğudur.

Çubuk çizimini, temel malzemeyi ve ölçülen aşınma geometrisini gönderin, mühendislerimiz size hangi işlemin uygun olduğunu ve nedenini söyleyecektir.Bize UlaşınDeğerlendirme veya veri sayfası için.