Mesterkurzusok hegesztő szakembereknek

Átírás

1 Mesterkurzusok hegesztő szakembereknek Kopó, hő- és korrózióálló rétegek anyagválasztása termikusan szórt bevonatokhoz. Rolek Alfréd BÖHLER-UDDEHOLM Hungary Kft.

2 Kopó, hő- és korrózióálló rétegek anyagválasztása termikusan szórt bevonatokhoz. A Termikus szórás definiálása és célja Termikusan szórt bevonatok alkalmazási példák Szóró eljárások és csoportosítása Igénybevételek Termikus szórás, vagy felrakó hegesztés? TSM termikus szóró anyagok és csoportosítása TSM választási mechanizmusa Választott bevonatrendszer és jelölése Irodalom jegyzék

3 A termikus szórás Olyan eljárás amelyben a szóró adalékanyagot a szóró pisztolyon kívül vagy belül képlékeny vagy olvadt állapotra hevítik majd az előkészített felületre juttatják. Az eljárás alatt a felület nem olvad meg. A réteg specifikus tulajdonságainak eléréséhez termikus vagy mechanikus utókezelés alkalmazható és/vagy további bevonattal látható el.

4 A termikus szórás célja Felületbevonás, az alapanyagtól eltérő előnyös tulajdonságú rétegek kialakítása az alapanyagok felületén. A szórt rétegek lehetnek: kopásálló, hőálló, korrózióvédő, dekorációs, antisztatikus, vezető vagy szigetelő, bio-semleges vagy bio-aktív, tapadást csökkentő, előnyös tribológiai tulajdonságú vagy ezen tulajdonságok kombinációjával rendelkező bevonatok.

5 Kopó, hő- és korrózióálló rétegek anyagválasztása termikusan szórt bevonatokhoz. A Termikus szórás definiálása és célja Termikusan szórt bevonatok alkalmazási példák Szóró eljárások és csoportosítása Igénybevételek Termikus szórás, vagy felrakó hegesztés? TSM termikus szóró anyagok és csoportosítása TSM választási mechanizmusa Választott bevonatrendszer és jelölése Irodalom jegyzék

6 Dekorációs bevonatok

7 Elektromos szigetelés

8 Korrózióvédelem

9 Kopásvédelem fém-fém

10 Kopásvédelem Hő, korrózió

11 Kopó, hő- és korrózióálló rétegek anyagválasztása termikusan szórt bevonatokhoz. A Termikus szórás definiálása és célja Termikusan szórt bevonatok alkalmazási példák Szóró eljárások és csoportosítása Igénybevételek Termikus szórás, vagy felrakó hegesztés? TSM termikus szóró anyagok és csoportosítása TSM választási mechanizmusa Választott bevonatrendszer és jelölése Irodalom jegyzék

12 Termikus energia Termikus szóró-berendezések működési elve Szórás olvadékból olvadék Energia Gáz v. folyadék fűtőanyag Villamos energia Szórópisztoly Porlasztó gáz Kinetikus energia

13 Termikus szóró-berendezés működési elve Pisztolyon belüli szóróanyag adagolás Szórópisztoly Kinetikus és termikus energia

14 Termikus szóró-berendezések működési elve Pisztolyon kívüli szóróanyag adagolás Szórópisztoly Kinetikus és termikus energia

15 Termikus szóró-eljárások csoportosítása a felhasznált energia szerint EN 657:2005 Termikus szórás Termikus szórás olvadékból Elektromos ív vagy gázkisülés Komprimált gáz égés nélkül expandálása Gáz vagy folyadék égése Párhuzamosított fénysugár Olvadékfűrdő szórás ívszórás Plazma szórás Hideg-gáz kinetikus szórás Lánghuzal szórás Lángpor szórás Nagy sebességű porszórás Detonációs szórás Lézerszórás védőgázos ívszórás Nagy sebességű huzalszórás Nagy sebességű lángszórás gáz Nagy sebességű lángszórás folyadék Atmoszférikus plazmaszórás Védőgázas plazmaszórás Plazmaszórás nyomás kamrában Indukciós plazmaszórás Folyadék stabilizált plazmaszórás Vákuum plazmaszórás Túlnyomásos plazmaszórás

16 Termikus szóró-eljárások jelölése a felhasznált energia szerint EN 657:2005 Termikus szóró eljárások energia szerinti csoportosítása Eljárás rövidített jelölése Eljárások szerinti jelölés Olvadék porlasztás Olvadékfűrdő szórás MBS 5.1 Lánghuzal szórás WFS Nagysebességű láng huzalszórás HVWFS Gáz vagy folyadék égése Lángporszórás PFS Nagysebességű lángszórás HVOF 5.3 / / Robbantásos szórás DGS 5.4 Komprimált gáz égés nélküli expanziója Hideggáz szórás CGS 5.5 Ívszórás AS Védőgázas ívszórás SAS Atmoszférikus plazmaszórás APS Villamos ív vagy gázkisülés Védőgázos plazmaszórás SAP Vákuum plazmaszórás VPS Túlnyomásos plazmaszórás HPPS Folyadékstabilizált plazmaszórás LPPS Indukciós plazmaszórás ICPS Párhuzamos fénysugár Lézerszórás LS 5.9

17 Kopó, hő- és korrózióálló rétegek anyagválasztása termikusan szórt bevonatokhoz. A Termikus szórás definiálása és célja Termikusan szórt bevonatok alkalmazási példák Szóró eljárások és csoportosítása Igénybevételek Termikus szórás, vagy felrakó hegesztés? TSM termikus szóró anyagok és csoportosítása TSM választási mechanizmusa Választott bevonatrendszer és jelölése Irodalom jegyzék

18 Igénybevételek Igénybevételek Keresztmetszetre ható Felületre ható Húzó Koptató Nyomó Áramló közeg Hajlító Termikus Nyíró Csavaró Vegyi Elektrokémiai Korrózió Biológiai Részecske sugárzás

19 Kopó, hő- és korrózióálló rétegek anyagválasztása termikusan szórt bevonatokhoz. A Termikus szórás definiálása és célja Termikusan szórt bevonatok alkalmazási példák Szóró eljárások és csoportosítása Igénybevételek Termikus szórás, vagy felrakó hegesztés? TSM termikus szóró anyagok és csoportosítása TSM választási mechanizmusa Választott bevonatrendszer és jelölése Irodalom jegyzék

20 Felrakó hegesztés vagy termikus szórás? Néhány lényeges szempont az eljárások összehasonlításában Felrakó hegesztéseknél Termikus szórásoknál megömlik keveredik jelentősek jelentősek jellemzőek alkalmas magas széles mm - cm az alapanyag az alapanyag és a hozaganyag a feszültségek az alapanyagban a feszültségek a rétegekben a szövetszerkezeti változások a réteg a keresztmetszetre ható igénybevételek felvételére a kötési szilárdság az anyagválaszték a rétegvastagság tartomány automatizálható a folyamat nem ömlik meg nem keveredik nem jelentősek nem jelentősek nem jellemzőek nem alkalmas alacsony kiemelkedően széles µm - mm

21 Felrakó hegesztés vagy termikus szórás? Javítandó, vagy gyártandó alkatrészek halmaza Felrakó hegesztő eljárások Egyéb felületbevonó eljárások Termikus szóró eljárások

22 Miért éppen termikus szórás? - Széles anyagválaszték és alkalmazástechnika. - Változatos rétegrend, rétegprecizitás. - Alacsony hő bevitel, alacsony feszültségek. - Homogén rétegszerkezetek. - Széleskörű, költséghatékony alkalmazhatóság. - Automatizálható, eljárás-biztos folyamat. - Ellenőrizhető és dokumentálható eljárás.

23 Kopó, hő- és korrózióálló rétegek anyagválasztása termikusan szórt bevonatokhoz. A Termikus szórás definiálása és célja Termikusan szórt bevonatok alkalmazási példák Szóró eljárások és csoportosítása Igénybevételek Termikus szórás, vagy felrakó hegesztés? TSM termikus szóró anyagok és csoportosítása TSM választási mechanizmusa Választott bevonatrendszer és jelölése Irodalom jegyzék

24 Termikus szóró porok osztályozása és jelölési rendszere

25 Termikus szóróanyagok, anyagcsoportok EN 1274:2004 Anyagcsoportok Ötvözet jelölés Rövid jelölés Anyagcsoport Fémek Mo Önfolyós Ni és Co ötvözetek 2.1-2,21 NiCrBSi NiCrFe ötvözetek NiCr MCrAl ötvözetek NiCrAlY NiAlFe ötvözetek NiAl Cr CrNi ötvözetek X2CrNiMo CoCr ötvözetek CoCrW CuAl; CuSn; CuNi ötvözetek CuAl Al ötvözetek 9.1 AlSi Ni-grafit Ni Grafit Karbidok WC/Co Oxidok Al TiO

26 Termikus szóróanyagok, Anyagcsoportok EN 1274:2004 Szinterezett wolframkarbid - kobalt ötvözet 17% kobalt mintegy 5% karbon tartalom szemcseméret 5-45 mikron közötti EN1274: /5 plazmaszóráshoz szinterezett Szabvány Felhasználás Anyagcsoport. ötvözet Szemcseméret Gyártási mód Gyártó és vagy forgalmazó neve Termék jelölés Adagszám Használat előtt felrázni

27 TSM Thermal Spray Materials Termikus szóróanyagok oxidok Fémek kermetek karbidok Szerves anyagok kompozitok ötvözetek Keverékek

28 TSM Termikus szóróanyagok CerMet MetOxid MgZrO 3 NiCr Al 2 O 3 NiAl MgZrO 3 NiCrAl

29 TSM Termikus szóróanyagok Kompozitok Ni Grafit Cr 2 O 3 PTFE AlSi12 WCCo Poliamid PTFE ETFE

30 Termikus szóróanyagok Karbidok EN 1274:2004 Kód. EN 1274:2004 karbidok Keménység HV 0,3 Max. T [ o C] PH 11.1 TIC 11.2 WC 11.3 W 2 C/WC 11.4 W 2 C 11.5 Cr 3 C WC/Co WC/Co WC/Co WC/Co W 2 C/Co WC/Ni WC/Ni WC/Ni WC/Ni WC/Co/Cr WC/Co/Cr WCCrC/Ni

31 Termikus szóróanyagok Karbidok EN 1274:2004 Kód. EN 1274:2004 karbidok Keménység HV 0,3 Max. T [ o C] PH Cr 3 C 2 /Ni Cr 3 C 2 /NiCr Cr 3 C 2 /NiCr Cr 3 C 2 /NiCr Cr 3 C 2 /NiCr CrC/NiCr CrC/NiCr CrC/NiCr

32 Termikus szóróanyagok Oxidok EN 1274:2004 Kód. EN 1274:2004 oxidok Keménység HV 0,3 Max. T [ o C] PH 12.1 Al 2 O 3 99% Erózió Elektromos szigetelő 12.2 Al 2 O 3 -TiO Élelmiszer 12.3 Al 2 O 3 -TiO Alkáli környezet 12.4 Al 2 O 3 -TiO Enyhe savas polírozható 12.5 Al 2 O 3 -MgO Al 2 O 3 -SiO Al 2 O 3 -Cr 2 O Cr 2 O 3 > Lézer gravírozható 12.9 Cr 2 O 3 > Cr 2 O 3 -TiO Cr 2 O 3 -TiO Cr 2 O 3 -SiO-TiO TiO Antisztatikus ZrO 2 -CaO Hősokkálló, abradable Alacsony hőv ZrO 2 -MgO Hősokkálló, abradable Alacsony hőv. Ol. fém ZrO 2 -Y 2 O MCrAl, abradable Alacsony hőtágulás ZrO 2 -Y 2 O MCrAl abradable Alacsony hőtágulás

33 Termikus szóróanyagok Példák Szóróanyag Korrózió [PH] Kopásállóság [1-10] Hő [ o C] Zn 7-12, Víz oltott mész Alkalmazás Al 5-8, Sör, savas eső, tengervíz Cr 2 O Kénsav - nátronlúg Al 2 O Sav és alkáli WC/Co Víz - szappan Cr 2 O 3 20 (NiCr20) NaCl - NaOH Zr 2 O 3 8YO Forró gáz Co 25Cr 10Ni 8W 0.5C S12 erózió Co 28.Mo 9Cr 3Si 4 T400 (HCl, H 2 SO 4, HCO 2 H, NaCl) Mo Mo 2 C Cu, Fe olvadt fém erózió

34 Termikus szóró huzalok osztályozása és jelölési rendszere

35 Termikus szóró huzalok és pálcák gyártási módjai EN ISO 14919:2001 EN 14919:2001 Kód Megnevezés Gyártási eljárás Struktúra 1 Tömör huzal és pálca Ömledékből gyártott húzott huzal Homogén összetevő 2 Tömör huzal és pálca Porkohászati úton gyártott formázott Homogén összetevő 3 Portöltetű zárt huzal Portöltetű fémcső amelyet húzással tömörítenek és alakítanak Varrat nélküli fémköpeny portöltettel 4 Portöltetű falcolt huzal Fémszalag amelyet csőprofilnak alakítanak és porral töltenek majd húzással tömörítik, alakítják és zárják le Fémköpeny portöltettel 5 Zsinór Extrudált por kötőanyag szerves bevonat összessége Műanyag köpeny portöltettel 6 Kerámia pálca Extrudált és szinterezett kerámiaanyag Kerámia kötésű porózus anyag Huzalok: 1,6; 1,62; 2,0; 2,3; 2,5; 3,0; 3,17; 3,48; 4,0; 4,76 mm Zsinór: 3,17; 4,76 mm Pálca:4,8; 6,3; 7,9 mm

36 Termikus szóró huzalok ötvözetcsoportjai EN 14919:2001 Kód Anyagcsoport Ötvözet jelölés Rövid jelölés Ötvözet jelölés Gyártási eljárás 1 Ón és Ón ötvözetek SnSbCu Cink és cink ötvözetek ZnAl Alumínium és Alumínium ötvözetek Al 99, Réz és rézötvözetek CuAl Vas és Vasalapú ötvözetek X6CrAl ; 3; 4 6 Nikkel és Nikkelötvözetek NiAl ; 3; 4; 5 7 Molibdén 7.1 Mo 99, Oxidkerámiák Al 2 O ; 6 Termikus szóróanyag EN ISO ,6 1 felhasználás Szabvány Anyagcsoport. ötvözet Huzalátmérő [mm] Gyártási mód Gyártó és vagy forgalmazó neve Termék jelölés Adagszám

37 Kopó, hő- és korrózióálló rétegek anyagválasztása termikusan szórt bevonatokhoz. A Termikus szórás definiálása és célja Termikusan szórt bevonatok alkalmazási példák Szóró eljárások és csoportosítása Igénybevételek Termikus szórás, vagy felrakó hegesztés? TSM termikus szóró anyagok és csoportosítása TSM választási mechanizmusa Választott bevonatrendszer és jelölése Irodalom jegyzék

38 Igénybevétel elemzés Korrózió - Közeg PH - Oxidáló - Redukáló - Alkáli.. FELÜLET TERHELÉS Jellege (vonal, pont, nyomás, ütés ) Ismétlődés (frekvencia) KOPÁS - Anyagpárok - Köztes vagy áramló közeg HŐ - Maximális üzemi. hőmérséklet

39 Anyag és technológia választás döntési mechanizmusa Alapanyag Igénybevételek Előkezelés Rétegvastagság Utókezelés Megmunkálás TSM anyagok TSM gyártástechnológi TS eljárások Optimális anyag és eljárás Alternatív eljárás Technológia végrehajtása Min biztosítás Bizonylatolás

40 Kopó, hő- és korrózióálló rétegek anyagválasztása termikusan szórt bevonatokhoz. A Termikus szórás definiálása és célja Termikusan szórt bevonatok alkalmazási példák Szóró eljárások és csoportosítása Igénybevételek Termikus szórás, vagy felrakó hegesztés? TSM termikus szóró anyagok és csoportosítása TSM választási mechanizmusa Választott bevonatrendszer és jelölése Irodalom jegyzék

41 Termikusan szórt bevonat jelölése EN 14665:2004 EN 14665:2004 TS BC Tapadási alap TC Fedőréteg ASP Szórt állapot F Beolvasztás D Diffúziós homogenizálás S Tömített F+M/C Beolvasztott megmunkált X Szabadon választható szóró eljárás TS TC APS EN1274: ASP TS TC X EN1274: ±10 ASP TS TC PFS EN1274: F+M/C TS TC APS EN1274: ASP TS BC APS EN1274:

42 Vegyipari tengely tömítő felülete híg sósavban EN 14665:2004 EN 14665:2004 TS BC Tapadási alap TC Fedőréteg ASP Szórt állapot F Beolvasztás D Diffúziós homogenizálás S Tömített F+M/C Beolvasztott megmunkált X Szabadon választható szóró eljárás TS TC APS EN1274: S+M/C TS BC APS EN1274:

43 Kopó, hő- és korrózióálló rétegek anyagválasztása termikusan szórt bevonatokhoz. A Termikus szórás definiálása és célja Termikusan szórt bevonatok alkalmazási példák Szóró eljárások és csoportosítása Igénybevételek Termikus szórás, vagy felrakó hegesztés? TSM termikus szóró anyagok és csoportosítása TSM választási mechanizmusa Választott bevonatrendszer és jelölése Irodalom jegyzék

44 Irodalom jegyzék DVS: Thermal Spraying Standards and Technical Bulletins for Quality Assurance [2011] Szabványok: EN 657:2005 EN1274:2004 EN 14665:2004 EN 14919:2001 GTV-mbH: Produkt Katalog [Luckenbach] GTV.mbH:3. GTV Kolloquium Thermisches Spritzen [Luckenbach 2006] Böhler-Uddeholm: Termikus szóróanyagok --termékismertető Rolek Alfréd: Fémszóró anyagok választéka és a fémszóró bázis működése a BÖHLER Kereskedelmi Kft-ben. [GTE Mesterkurzus Budapest, Óbudai Egyetem 2012] Rolek Alfréd: Termikus szórás alkalmazása erőművi és szénhidrogén ipari alkatrészeknél [GTE 33. Balatoni Ankét Siófok 2012]

45 Köszönöm megtisztelő figyelmüket!