Yüzey Kaplama Malzemelerinin Sınıflandırılması

Bu makale, dokuz ana yüzey kaplama malzemesine ışık tutuyor. Türleri: 1. Tungsten Karbür 2. Krom Karbürler 3. Yüksek Hızlı Takım Çelikleri 4. Östenitik Manganez Çelikleri 5. Östenitik Paslanmaz Çelikler 6. Martensitik Paslanmaz 7. Kobalt-Baz Yüzey Metalleri 8. Nikel-Baz Yüzey Alaşımları 9. Bakır- Baz Yüzey Alaşımları.

Tip # 1. Tungsten Karbür:

Tungsten karbür en sert ve genel olarak tüm yüzey aktif maddelerin en aşınmaya dirençli olanıdır. Ezilmiş ve boyutlandırılmış dökme tungsten karbür granülleriyle doldurulmuş, ağırlıkça% 60 karbür ve% 40 tüp malzemesi oranında hafif Çelik tüpler şeklinde pazarlanmaktadır. Aynı karbür malzemesi, tozaltı ark kaynağında akı olarak ana metal üzerinde kullanılabilen gevşek granüller olarak da mevcuttur.

Tungsten karbür ile yüzey kaplamak için seçilen kaynak işlemi, karbür granüllerinin çözülmeden kalacak şekilde olması gerekir. Bu, en iyi şekilde, petrol kuyusu sondaj bitlerinin yüzeylenmesi gibi tüm kritik uygulamalar için tercih edilen oksi-asetilen kaynağı gibi düşük ısı giriş işlemi ile yapılır. İşlem, sertliği artıran matrise karbon ekleyebilir. Bu tür tortular, diğer herhangi bir yüzey kaplama türünden daha yüksek aşınma direncine sahiptir.

Ark kaynağı, eğer kullanılıyorsa, tortunun sertliğini etkileyerek buradaki granüllerin bir kısmını veya tamamını çözebilir, ancak düşük maliyetli olması nedeniyle ark kaynağı genel olarak hafriyat ve madencilik ekipmanlarının kaplanması için kullanılır.

Normal kaplama kalınlığı yaklaşık 3 mm'dir. Tungsten karbür çok yüksek bir sertliğe sahip olmasına rağmen, karbür granüllerinin gömülü olduğu yumuşak matris nedeniyle Rockwell C ölçeğinde ölçülemez; malzeme, Rockwell A ölçeğinde 90 - 95 arasında yer almaktadır.

Bu malzemenin tipik uygulamaları, kaya delicilerinin kesme kenarlarının, madenciliğin aşınma yüzeyinin, taşocakçılığının, kazma ve hafriyat ekipmanlarının yüzeyinin kaplanması içindir.

Tip # 2 Chromium Carbides:

Östenitik yüksek kromlu demir kaynak çubuklarının, kumlu toprakta olduğu gibi erozyon veya düşük gerilmeli çizilme aşınmasının yaşandığı yüzey kaplaması için çok popüler olduğu kanıtlanmıştır. Tarımsal teçhizatın, makinelerin ve parçaların kaplanması bu ütüler tarafından yapılır.

Ağır kaynaklarda ve geniş alanlarda ark kaynağı kullanılırken, oksiasetilen kaynağı ince kesitler için daha faydalıdır. Fiat konumunda oksi-asetilen işlemi ile 3 X tüy koni indirgeme aleviyle yüzey kaplanması önerilir. Pullukların ve kombine kesicilerin yeniden yapılandırılması tipik uygulamalardır çünkü bu dolgu metalleri ince kenarlı bir tortu elde etmek için yeterince akar.

Bu birikintilerin darbe dayanımı düşüktür. Bununla birlikte, krom karbür yatakları mükemmel oksidasyon direnci sağlar, ancak sıvı korozyonuna karşı direnç çok etkili değildir. Safra direnci (nöbet veya yapışma) sıradan sertleştirilmiş çelik için daha iyidir.

Krom karbür yatakları tipik olarak 40 ila 63 Rockwell C; bununla birlikte, oksi-yakıt gazı prosesi ile yüzeylendirme için, Rc51'den Rc 62'ye kadar bir aralıkta Rc 56 civarındadır. Tortuların ana metal tarafından seyreltilmesi, birinci katmanın aşınma direncini azaltır.

Bu nedenle, maksimum aşınma direncine ulaşmak için, penetrasyon ve seyreltmeyi en aza indirmek için birinci katman için kullanılan düşük akım ile iki katman kullanılmalıdır. Krom karbür yatakları ısıl işlemden etkilenmediğinden soğutma hızının aşınma direnci üzerinde etkisi yoktur. Biriken metal aşınma ile pürüzsüz bir yüzey geliştirir ve böylece kayan temasta yüzeyleri korumak için kullanılabilir. Bu nedenle yüksek sıcaklıklarda veya aşındırıcı ortamlarda kullanım için yataklar sıklıkla krom karbür ile kaplanır.

Krom karbür ile yüzey kaplamanın tipik endüstriyel uygulamaları arasında, toprak hareket eden aletler veya aşındırıcı malzemelere maruz kalan makine parçaları ve yeterli darbe yüküne sahip delikleri taşıyan kanallar ve slaytlar için kaplamalar bulunur. Diğer uygulamalar arasında kok oluklarının, kablo makara kılavuzlarının, kumlama ekipmanının ve rafinerilerde 510 ° C katalizörlerin aşınmasına maruz kalan parçaların ve sıcak kokun aşınmasının yüzeylendirilmesi bulunmaktadır.

Tip # 3. Yüksek Hızlı Takım Çelikleri:

Bu dolgu metalleri, sertliği yaklaşık 600 ° C'ye kadar yüksek sıcaklıkta tutabilen, ayrıca iyi aşınma direnci ve tokluk sağlayabilen kaynak metali üretir. Karbon içeriği yüksek olan bu dolgular, kesme ve işleme (kenar tutma) işleri için tortu bırakmak için çok uygundur; düşük karbonlu olanlar ise sıcak dövme kalıpları gibi sıcak iş takımları ve tokluk gerektiren işler için en uygun olanlardır.

Kaynaksız halde seyreltilmemiş dolgu metalinin Rockwell sertliği, Rc 55 ila Rc 60 aralığındadır. Ancak, kaynak metalinin sertliği, işleme için tavlama yoluyla Rc 30'a kadar azaltılabilir ve tekrar tekrar yükseltilebilir. su verme ve temperleme ile daha yüksek seviye.

Her ne kadar bu alaşımların aşınmaya karşı yüksek dirençli çökeltiler sağlamamasına rağmen, yaklaşık 600 ° C'ye kadar yüksek sıcaklıkta deformasyona dirençleri olağanüstü özellikleridir. Bu nedenle, bu alaşımlar, uçucu maddenin hem sıcak hem de aşındırıcı olduğu bir kazanın yanma bölgesinin iç yüzeyinin yeniden yüzeylenmesi gibi sıcak aşınma direncine ihtiyaç duyan bileşenlerin kaplanması için kullanışlıdır. Bu birikintilerin basınç dayanımı da çok iyidir, bu nedenle sıcak işleyen kalıp kalıplarının onarımı ve makine kızaklarının yeniden inşası için iyi bir seçimdir.

Bu alaşımların bazıları, terbiye için seramik veya hatta elmas kesme aletlerine veya taşlama çarkına ihtiyaç duyan çok sert tortular verir. Bu birikintiler, birikintilerdeki soğutma çatlaklarını önlemek için baz metalin 150 ° C'ye ısıtılmasıyla gerçekleştirilir.

Bu birikintilerin işlenmesi gerekiyorsa, 845 ila 1205 ° C arasındaki bir sıcaklıkta tavlanırlar. Daha sonraki sertleştirme için sıcaklık 1205 ila 1230 ° C'ye yükseltilir, bunu hava veya yağ söndürme izler; daha sonra 2 saat 550 ° C'ye ısıtın ve birikintiye gerekli sıcaklığı vermek için oda sıcaklığına soğutun.

Yüksek hızlı takım çeliği alaşımları için tipik uygulamalar, kesme takımları, kesme bıçakları, raybalar, kalıp kalıpları, kesme kalıpları, kablo kılavuzları, külçe maşası, broş ve benzeri takım onarım işlerinin yeniden yapılandırılması içindir.

Tip # 4. Östenitik Manganlı Çelikler:

Östenitik manganlı çelik sert dolgu malzemesi yatakları normalde% 11 ila 14 manganez içerir ve sertleşir ve sertleşir, ancak bu alaşımlar çok yüksek aşınma direncine sahip olmasa da biriktirilmiş durumda üstün darbe direncine sahiptir. Baz metal tarafından tortunun seyreltilmesi aşınma direncini bir miktar azaltabilir; bu nedenle en iyi performans için iki katmanlı depozito önerilir.

Bu çelikler hızlı bir şekilde sertleştiğinden ve yüksek sıcaklıklarda kırılgan olduklarından, biriken metal her bir tanecik bırakıldıktan hemen sonra kesilmelidir. Hiçbir durumda, çatlama en çok 815 ° C'nin üzerinde gerçekleşeceği için 225 mm'den daha uzun bir süre önce biriken bir boncuk hemen soyulmadan bırakılmamalıdır.

Kuvars parçacıkları ile kayadan çok şiddetli aşınmaya maruz kalan ekipman, ilk önce temel metalin östenitik Mn-çelik ile yağlanması ve daha sonra yüksek aşınma direnci sağlayan sert martensitik dökme demir tortusu ile kaplanmasıyla yüzeylendirilebilir. Benzer şekilde, karbon çelikleri, ilk önce östenitik Mn-çeliği ile kaplanan östenitik paslanmaz çelikten bir yağlama tabakası döşenerek yüzeylenebilir. Bu prosedür, östenitik Mn-çeliği tereyağı tabakası olmadan döşenirse, aksi takdirde meydana gelebilecek çatlakların oluşumunu önler.

Saklanan metalin sertliği sadece yaklaşık 170 ila 230 BHN'dir (Rc 6 ila Rc 18), ancak bu malzeme çalışması çok hızlı bir şekilde 450 ila 550 BHN'ye (Rc 45 ila Rc 55) sertleşir. Bu iş sertleşme eğiliminden dolayı, bu çelikler meyilli olduklarında ve hizmette dövüldükçe zorlaşırlar.

Bu nedenle yumuşak kaya parçalamada ve kireçtaşı, dolomit ya da şeyl taşımanın taşınmasında kullanılan ekipman, östenitik Mn-çelik yatakları ile yeniden yüzeylenebilir. Bir başka tipik uygulama, büyük kayaların bazen oluğa büyük bir kuvvetle çarpabileceği bir cevher oluğunu kaplamak içindir.

Östenitik Mn-çelik tortu, aynı zamanda çok yüksek gerilimlere dayanabilir ve bu nedenle çeneli kırıcı gibi uygulamalarda, aynı zamanda demiryolu kurbağası ve geçiş şalterlerinde kullanımına dayanabilir. Kırıcılar ve elektrikli kepçe parçalarında olduğu gibi geniş alanlar genellikle yüzey kaplaması ve dolgu çubuklarının bir kombinasyonu ile geri kazanılmaktadır.

Bu doldurma çubukları, östenitik Mn-çelik elektrotlarla yerine kaynaklanmış yüksek Mn-çelik yassı ve yuvarlaktır. Bu koruma, ortak yüzey koruma yöntemleri için üst sınır olan yaklaşık 75 mm kalınlığa uygulanabilir.

Ostenitik Mn-çeliğin metal-metal aşınma direnci genellikle mükemmeldir. Birikmiş metalin sıkıştırma mukavemeti düşük olmasına rağmen ancak herhangi bir baskı kuvveti hızlı bir şekilde gücü arttırır. Bu nedenle bazen dövme, çarpma ve pompalama uygulamaları için kullanılır. Bu tortuların işlenmesi çok zordur, ancak son bitişi vermek için yüzeyler topraklanabilir.

Tip # 5. Östenitik Paslanmaz Çelikler:

Bu çelikler, terimin genel anlamında sert yüzey yapmazlar, ancak bu çelikler tarafından yapılan tortular, tekrarlanan darbe kuvvetinden ufalanmaya karşı son derece iyi bir direnç ile son derece sert ve yumuşak kaplamalardır. Bu birikintiler ayrıca korozyon direncinde çok iyidir. Bu çeliklerin tipik kullanımı, korozyon ve kavitasyon erozyonuna karşı koruma sağlamak için su türbini kanatlarının kaplanması için yapılır.

Östenitik paslanmaz çelikler bazen tereyağı tabakaları sağlamak için de kullanılır. Bu tür uygulamalar için, E 308 ve E 312 elektrotları genel olarak kullanılır; ikincisi yüksek alaşımlı içeriği nedeniyle dilüsyondan daha az etkilenir.

Tip # 6 Martensitik Paslanmaz:

Yüzey kaplamak için kullanılan 410 ve 420 tipindeki martensitik paslanmaz çelikler, çatlamaya karşı dirençli yoğun homojen tortular oluşturur. En iyi sonuçları elde etmek için bu birikintiler çok katmanlı olarak yapılır; Her durumda iki katmandan az olmamalıdır. Bu birikintiler genellikle biriktirilmiş durumda kullanılır, ancak gerekirse karbür aletlerle işlenebilir.

Martensitik paslanmaz çelik yatakları, yüksek sıcaklıklarda çalışan rulmanlar ve çeliklerde kullanılan rulolar için metal-metal aşınmasının yaşandığı yerlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Tipik bir uygulama, sıcak haddeleme tesisindeki yedek rulo yüzeyinin kaplanmasıdır.

Tip # 7. Kobalt-Baz Yüzey Metalleri:

Kabalt bazlı alaşımlar genellikle% 26-33 Cr, % 3-14 W ve% 0, 7-3, 0 C içerir. Bu alaşımlar tarafından yapılan birikintiler, karbon ve tungsten içeriği ile artan iyi sertlik ve aşınma direncine sahiptir, ancak çatlak hassasiyeti de artar. .

Kobalt bazlı alaşımlar yüksek oksidasyon, korozyon ve ısı dirençlerine sahiptir; Bir karbon sınıfı, içten yanmalı motorlarda kullanılan sert yüzeyli egzoz valfleri için olağanüstüdür. Bu birikintiler, 540 ° C'ye kadar yüksek sertlik ve sürünme direncini koruyabilir. Bu alaşımların bazıları 980 ° C'ye kadar servis sıcaklığı ile uygulama için kullanılır.

Bu alaşımlar ayrıca metal-metal aşınmasına karşı çok iyi direnç gösterirler, ancak ısıl işleme tepkileri önemsizdir. Çatlamayı en aza indirmek için stres giderici tedavi kullanılabilir.

Oksi-asetilen işlemi kobalt bazlı alaşımlarla kaplamak için kullanıldığında, 3X tüy koni düşürücü alev önerilmektedir; ağır bölümler için 430 ° C'ye nötr bir alevle ön ısıtma yapılması önerilir. Korumalı metal ark kaynağı (SMAW) için, elektrot negatif (dcen) ile doğru akım, kısa yay uzunluğunda kullanılır. Oksi-asetilen işlemi ile yüzeyleme, SMAW tarafından azaltılabilirken karbon içeriğini artırabilir, böylece biriktirilmiş metal üzerinde karşılık gelen etkiler, biriktirilmiş metalin istenen özelliklerine ulaşmak için dikkate alınabilir.

Tip # 8. Nikel-Baz Yüzey Kaplama Alaşımları:

En yaygın Ni-baz yüzey alaşımları% 0-3-1.0 C, % 8-18 Cr, % 2.0-45 B ve% 1.2-5-5 Si ve demir içerir. Bu alaşımlar, biriken katmanın arzu edilen kalınlığını elde etmek için spreyle kaplanabilir. İstenilen metalin istenen özelliklerine bağlı olarak, bu alaşımlar ayrıca bakır, krom, molibden, krom-molibden ve krom-molibden-tungsten içerebilir.

Tel şeklinde mevcutsa, bu Ni bazlı alaşımlar gaz metal ark kaynağı (GMAW) işlemiyle biriktirilebilir; bu, akı kullanımını ortadan kaldırır ve substrattan karbon toplanmasını önler. Otomatik modda kullanıldığında, metalin korozyona karşı direnç için silindirik kaplarda bırakılması işlemi kullanılabilir.

Toz formda, krom ve bor içeren Ni bazlı alaşımlar, düzensiz konturlar üzerinde geleneksel yöntemlerle mümkün olandan daha düzgün bir yüzey elde etmek için alevle püskürtülür.

Sıcak sertlikleri ve erozyona karşı dirençleri nedeniyle Ni-Cr-B tipi alaşımların tipik uygulamalarında yağ kuyusu yıkama pompaları bulunurken, Ni-Cr-Mo alaşımlarının egzoz gazı aşınmasına karşı direnç onları otomobillerin ve hava taşıtlarının egzoz valfleri üzerinde yüzeylendirme için uygun kılar .

Tip # 9. Bakır Tabanlı Yüzey Alaşımları:

Bakır bazlı yüzey alaşımları esas olarak demir gibi daha az pahalı metal bazlarında korozyona ve kavitasyon erozyonuna direnç göstermek için kullanılır. Bu alaşımların çoğu atmosferik saldırıya, tuz ve tatlı su korozyonuna ve amonyak olmayan alkali çözeltiye ve indirgen asitlere karşı dirençlidir; ancak, 200-260 ° C'nin üzerinde yüksek sıcaklıkta servis için uygun değildirler.

Kaynak birikintisi özellikleri kullanılan kaynak işleminden etkilenir. Sertleştirici olarak görev yapan demir toplanmasını önlemek için çelik yüzey üzerinde yüzey elde etmek için oksi-asetilen ve gaz tungsten ark kaynağı (GTAW) yöntemleri tercih edilir. SMAW ve GMAW yöntemleri, birinci katman için hızlı, geniş bir push-dokuma tekniği gerektirir. GMAW işlemi ile geniş alanlar ortaya çıkarılırken, küçük onarımlar için keskin elektrotlu GTAW işlemi tercih edilir.

Sıkışma önleyici ve sürtünme aşınma özelliklerine karşı dirençlerinden dolayı, bakır taban alaşımları tipik olarak taşıyıcı yüzeylerin kaplanması için kullanılır.