Mesterkurzusok hegesztő szakembereknek Kopó, hő- és korrózióálló rétegek anyagválasztása termikusan szórt bevonatokhoz. Rolek Alfréd BÖHLER-UDDEHOLM Hungary Kft.
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
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.
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.
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
Dekorációs bevonatok
Elektromos szigetelés
Korrózióvédelem
Kopásvédelem fém-fém
Kopásvédelem Hő, korrózió
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
Termikus energia Termikus szóró-berendezések működési elve Szórás olvadékból olvadék Energia Gáz v. folyadék fűtőanyag Villamos energia Szórópisztoly Porlasztó gáz Kinetikus energia
Termikus szóró-berendezés működési elve Pisztolyon belüli szóróanyag adagolás Szórópisztoly Kinetikus és termikus energia
Termikus szóró-berendezések működési elve Pisztolyon kívüli szóróanyag adagolás Szórópisztoly Kinetikus és termikus energia
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
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 5.2.2 Nagysebességű láng huzalszórás HVWFS 5.2.3 Gáz vagy folyadék égése Lángporszórás PFS 5.2.4 Nagysebességű lángszórás HVOF 5.3 / 5.3.1 / 5.3.2 Robbantásos szórás DGS 5.4 Komprimált gáz égés nélküli expanziója Hideggáz szórás CGS 5.5 Ívszórás AS 5.6.1 Védőgázas ívszórás SAS 5.6.2 Atmoszférikus plazmaszórás APS 5.7.1 Villamos ív vagy gázkisülés Védőgázos plazmaszórás SAP 5.7.2 Vákuum plazmaszórás VPS 5.7.3 Túlnyomásos plazmaszórás HPPS 5.7.3 Folyadékstabilizált plazmaszórás LPPS 5.8.1 Indukciós plazmaszórás ICPS 5.8.2 Párhuzamos fénysugár Lézerszórás LS 5.9
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
Igénybevételek Igénybevételek Keresztmetszetre ható Felületre ható Húzó Koptató Nyomó Áramló közeg Hajlító Termikus Nyíró Csavaró Vegyi Elektrokémiai Korrózió Biológiai Részecske sugárzás
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
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
Felrakó hegesztés vagy termikus szórás? Javítandó, vagy gyártandó alkatrészek halmaza Felrakó hegesztő eljárások Egyéb felületbevonó eljárások Termikus szóró eljárások
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.
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
Termikus szóró porok osztályozása és jelölési rendszere
Termikus szóróanyagok, anyagcsoportok EN 1274:2004 Anyagcsoportok Ötvözet jelölés Rövid jelölés Anyagcsoport Fémek 1.1-1.12 Mo 99 1.5 Önfolyós Ni és Co ötvözetek 2.1-2,21 NiCrBSi 74 14 2.10 NiCrFe ötvözetek 3.1-3.11 NiCr 80 20 3.1 MCrAl ötvözetek 4.1-4.6 NiCrAlY 66 20 10 1 4.1 NiAlFe ötvözetek 5.1-5.4 NiAl 95 5 5.1 Cr CrNi ötvözetek 6.1 6.5 X2CrNiMo 17 13 2 6.4 CoCr ötvözetek 7.1-7.7 CoCrW 60 28 4 7.2 CuAl; CuSn; CuNi ötvözetek 8.1-8.3 CuAl 10 8.1 Al ötvözetek 9.1 AlSi 12 9.1 Ni-grafit 10.1-10.4 Ni Grafit 80 20 10.3 Karbidok 11.1-11.27 WC/Co 83 17 10.9 Oxidok 12.1-12.17 Al 2 0 3 -TiO 2 60 40 12.4
Termikus szóróanyagok, Anyagcsoportok EN 1274:2004 Szinterezett wolframkarbid - kobalt ötvözet 17% kobalt mintegy 5% karbon tartalom szemcseméret 5-45 mikron közötti EN1274:2004 11.9 45/5 plazmaszóráshoz szinterezett Szabvány Felhasználás Anyagcsoport. ötvözet Szemcseméret Gyártási mód Gyártó és vagy forgalmazó neve Termék jelölés Adagszám Használat előtt felrázni
TSM Thermal Spray Materials Termikus szóróanyagok oxidok Fémek kermetek karbidok Szerves anyagok kompozitok ötvözetek Keverékek
TSM Termikus szóróanyagok CerMet MetOxid MgZrO 3 NiCr Al 2 O 3 NiAl MgZrO 3 NiCrAl
TSM Termikus szóróanyagok Kompozitok Ni Grafit Cr 2 O 3 PTFE AlSi12 WCCo Poliamid PTFE ETFE
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 2 11.6 WC/Co 94 6 540 11.7 WC/Co 88 12 800-1400 540 11.9 WC/Co 83 17 800-1400 540 11.10 WC/Co 80 20 540 11.11 W 2 C/Co 540 11.12 WC/Ni 92 8 540 11.13 WC/Ni 98 12 100-1200 540 11.14 WC/Ni 85 12 540 11.15 WC/Ni 93 17 540 11.16 WC/Co/Cr 86 10 4 540 11.18 WC/Co/Cr 86 6 8 540 11.19 WCCrC/Ni 93 7 540
Termikus szóróanyagok Karbidok EN 1274:2004 Kód. EN 1274:2004 karbidok Keménység HV 0,3 Max. T [ o C] PH 11.20 Cr 3 C 2 /Ni 83 17 1300 980 11.21 Cr 3 C 2 /NiCr 75 25 1200 980 11.22 Cr 3 C 2 /NiCr 80 20 1200 980 11.23 Cr 3 C 2 /NiCr 50 50 800 980 11.24 Cr 3 C 2 /NiCr 93 7 1300 980 11.25 CrC/NiCr 70 30 1100 980 11.26 CrC/NiCr 35 65 800 980 11.27 CrC/NiCr 60 40 1000 980
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% 600-1200 1600 1-7 Erózió Elektromos szigetelő 12.2 Al 2 O 3 -TiO 2 97 3 600-1100 1100 1-7 Élelmiszer 12.3 Al 2 O 3 -TiO 2 87 13 500-1000 550 1-7 Alkáli környezet 12.4 Al 2 O 3 -TiO 2 60 40 400-1000 550 5-7 Enyhe savas polírozható 12.5 Al 2 O 3 -MgO 70 30 12.6 Al 2 O 3 -SiO 2 70 30 12.7 Al 2 O 3 -Cr 2 O 3 50 50 12.8 Cr 2 O 3 > 99 1500 500 0-14 Lézer gravírozható 12.9 Cr 2 O 3 > 95 1500 500 0-14 12.10 Cr 2 O 3 -TiO 2 97 3 1400 500 12.11 Cr 2 O 3 -TiO 2 60 40 600 500 12.12 Cr 2 O 3 -SiO-TiO 2 92 5 3 900 500 0-14 12.13 TiO 2 650 540 Antisztatikus 12.14 ZrO 2 -CaO 95 5 300-600 900 Hősokkálló, abradable Alacsony hőv. 12.15 ZrO 2 -MgO 80 20 300-800 900 Hősokkálló, abradable Alacsony hőv. Ol. fém 12.16 ZrO 2 -Y 2 O 3 93 7 500 1250 MCrAl, abradable Alacsony hőtágulás 12.17 ZrO 2 -Y 2 O 3 80 20 500 1250 MCrAl abradable Alacsony hőtágulás
Termikus szóróanyagok Példák Szóróanyag Korrózió [PH] Kopásállóság [1-10] Hő [ o C] Zn 7-12,5 2 60 Víz oltott mész Alkalmazás Al 5-8,3 2 500 Sör, savas eső, tengervíz Cr 2 O 3 1-14 8 540 Kénsav - nátronlúg Al 2 O 3 1-7 7 1.600 Sav és alkáli WC/Co 88 12 6-10 9 540 Víz - szappan Cr 2 O 3 20 (NiCr20) 4-14 8 870 NaCl - NaOH Zr 2 O 3 8YO 3 3 1.200 Forró gáz Co 25Cr 10Ni 8W 0.5C 5 850 S12 erózió Co 28.Mo 9Cr 3Si 4 T400 (HCl, H 2 SO 4, HCO 2 H, NaCl) Mo Mo 2 C 6 350 Cu, Fe olvadt fém erózió
Termikus szóró huzalok osztályozása és jelölési rendszere
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
Termikus szóró huzalok ötvözetcsoportjai EN 14919:2001 Kód Anyagcsoport Ötvözet jelölés Rövid jelölés Ötvözet jelölés Gyártási eljárás 1 Ón és Ón ötvözetek 1.1-1.2 SnSbCu 84 1.2 1 2 Cink és cink ötvözetek 2.1-2.3 ZnAl 15 2.3 1 3 Alumínium és Alumínium ötvözetek 3.1-3.5 Al 99,5 3.2 1 4 Réz és rézötvözetek 4.1-4.7 CuAl 10 4.7 1 5 Vas és Vasalapú ötvözetek 5.1-5.15 X6CrAl 22 5 5.9 1; 3; 4 6 Nikkel és Nikkelötvözetek 6.1-6-10 NiAl 95 5 6.5 1; 3; 4; 5 7 Molibdén 7.1 Mo 99,95 7.1 2 8 Oxidkerámiák 8.1-8.9 Al 2 O 3 98 8.4 5; 6 Termikus szóróanyag EN ISO 14919 4.7 1,6 1 felhasználás Szabvány Anyagcsoport. ötvözet Huzalátmérő [mm] Gyártási mód Gyártó és vagy forgalmazó neve Termék jelölés Adagszám
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
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
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
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
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 EN1274:2004 12.4 250 ASP TS TC X EN1274:2004 12.4 250±10 ASP TS TC PFS EN1274:2004 2.8 350 F+M/C TS TC APS EN1274:2004 12.4 250-ASP TS BC APS EN1274:2004 3.1 80
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 EN1274:2004 12.8 250 S+M/C TS BC APS EN1274:2004 3.1 100
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
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]
Köszönöm megtisztelő figyelmüket!