Pokud plunžr čerpadla ztratí svou povrchovou úpravu během týdnů nebo vodicí válec začne rýhovat plech, který nese, porucha obvykle ukazuje na povrchový materiál, který nezvládá provozní podmínky. Často to dokáže vyřešit keramický povlak, ale ne každá keramika se chová stejně. Prášek oxidu hlinitého a titanu je jedním z mála keramických výchozích materiálů, který kombinuje tvrdost oxidu s dostatečnou houževnatostí, aby přežil tepelné cykly, mechanické nárazy a chemické útoky bez praskání. Je to materiál, po kterém sáhnete, když je čistý oxid hlinitý příliš křehký, oxid chrómu příliš riskantní a slitiny kovů už nevydrží.
Než se dostaneme k podrobnostem, praktický závěr: o výkonu povlaku oxidu hlinitého a titanu rozhoduje obsah TiO2, distribuce velikosti částic a pověst výrobce prášku. Uveďte tyto tři věci správně a získáte povlak, který odolává abrazivnímu opotřebení, přilne k připravenému kovovému povrchu a zvládá teploty, které by změkly většinu slitin.
Co je prášek oxidu hlinitého a jak se vyrábí
Prášek oxidu hlinitého titanu je kompozitní keramický prášek, kde alfa oxid hlinitý (Al2O3) tvoří dominantní fázi a oxid titaničitý (TiO2) působí jako tužidlo. Tyto dva oxidy se taví, aglomerují nebo mísí při zvýšených teplotách za vzniku suroviny, která se nastříká na substrát prostřednictvím procesu tepelného stříkání. Běžně vyráběným typem je Al2O3 s 13 hm. procent Ti02, ale pro specifické potřeby se vyrábějí i přípravky s 3, 20 a 40 procenty Ti02.
Způsob výroby určuje, jak se prášek chová během stříkání. Tavené a drcené prášky vytvářejí hranaté částice, které se ukládají hustěji, zatímco aglomerované a slinuté prášky nabízejí lepší tekutost. Granule sušené rozprašováním dávají kulovitý tvar, který se důsledně podává prostřednictvím podavače prášku, což je důležité, když používáte plazmový nebo HVOF hořák. Distribuce velikosti částic je monitorována laserovou difrakcí a často vyjádřena jako hodnoty D10, D50 a D90. Typická frakce plazmové kvality může spadat mezi 15 a 45 mikrometry, s D50 blízko 25 mikrometrů.
Vztah mezi TiO2 a výkonem povlaku stojí za to jasně vysvětlit. Oxid titaničitý snižuje bod tání oxidu hlinitého, což pomáhá částicím se důkladněji roztavit v plazmovém paprsku a spojit se se substrátem. Zlepšuje také houževnatost tím, že podporuje jemnozrnnou mikrostrukturu a snižuje šíření trhlin. To je důvod, proč je keramická třída tak často specifikována pro otěrové kroužky, papírenské válce, texturovací válce a tyče hydraulických válců.
Prášek oxidu hlinitého s nastavitelnou velikostí částic Prášek oxidu hlinitého titanu lowers the melting point and improves toughness of coatings, making it suitable for wear rings and rollers. Customizable phase composition and particle size are available. Zobrazit produkt → Když spolupracujete se společností, která vyrábí vlastní práškovou zásobu, můžete také požadovat prášky se specifickým fázovým složením nebo užším oknem částic, aniž byste změnili chemický vzorec. To je zvláště užitečné, když povlak musí splňovat požadavek na pás tvrdosti, limit pórovitosti nebo požadavek na pevnost spojení ve specifikaci zákazníka.
Proč překonává čistý oxid hlinitý v mnoha nátěrech
Čistý oxid hlinitý je extrémně tvrdý, ale díky své tuhosti je náchylný k mikropraskání při zatížení, protože povlak se nemůže vyrovnat s namáháním. Malé přídavky TiO2 toto chování mění. Ústředním rozhodnutím při výběru prášku keramického oxidu je kompromis mezi tvrdostí a houževnatostí a níže uvedená tabulka poskytuje praktický přehled běžných receptur.
| Prášková formulace | Typická tvrdost (HV 300) | Síla vazby (MPa) | Typická pórovitost (%) | Primární omezení |
|---|---|---|---|---|
| Al2O3 (čistý) | 1000–1100 | 20 - 40 | 2–5 | Křehký při nárazu a tepelném cyklování |
| Al203 3 % Ti02 | 950–1050 | 25 - 45 | 1-4 | Nižší houževnatost než vyšší třídy TiO2 |
| Al203 13 % Ti02 | 850–1000 | 30–50 | 0,5 - 3 | Omezená odolnost vůči silným alkalickým roztokům |
| Al203 40 % Ti02 | 650–850 | 40-60 | 1-4 | Nižší tvrdost; používá se hlavně pro povrchy odolné proti zadření a snadné uvolnění |
| Cr2O3 | 900–1050 | 25 - 45 | 1-3 | Zdravotní a environmentální omezení při manipulaci |
Jak ukazuje tabulka, přidání 13 procent TiO2 vytváří rovnováhu, která z něj činí výchozí volbu v mnoha průmyslových odvětvích. Zachovává si dostatečnou tvrdost, aby odolal abrazivnímu opotřebení, přičemž vytváří pevnost spoje, která může přesáhnout 50 MPa se správně zdrsněným substrátem. Povlak bude také běžet vysokou rychlostí bez selhání, což je jeden z důvodů, proč se používá na površích tiskových válců, které musí být dokončeny s velmi nízkou drsností.
Tuto třídu podporuje i nákladový obrázek. Prášek oxidu hlinitého a titanu je ve většině objemů levnější než surovina z karbidu wolframu a nevyžaduje stejné zacházení s inertním plynem jako čistý oxid chrómu, přičemž stále poskytuje vynikající povrchovou úpravu po diamantovém broušení a leštění.
Kde se v praxi používají povlaky oxidu hlinitého
Prášek oxidu hlinitého a titanu najdete ve dvou širokých kategoriích práce: výroba nových součástí a repasování nebo opravy opotřebovaných dílů. Oba se spoléhají v podstatě na stejný proces povlakování, ale geometrie součásti, povrchová rychlost a prostředí určují, jaký stupeň se zvolí.
Povrchové inženýrství dílů citlivých na opotřebení
Hydraulické válce, plunžry čerpadla, hřídele a pouzdra jsou běžně potaženy práškem oxidu hlinitého TiO2, aby se obnovily rozměry a přidal se tvrdý povrch s nízkým třením. V textilním závodě nesmí vodicí válce, které běží vysokou rychlostí linky, přenášet stopy na materiál. Povlak 13 procent TiO2 aplikovaný plazmovým keramickým povlakem je účinný způsob, jak dosáhnout odolnosti proti poškrábání a uvolnitelného povrchu bez vysokých nákladů na karbidový povlak.
Plazmový keramický povlak pro trvanlivé povrchy odolné proti opotřebení Plazmový keramický povlak využívá vysokoteplotní hořák k roztavení a nanesení keramického prášku, obnovení rozměrů a přidání tvrdé vrstvy. Je účinný pro hydraulické válce, plunžry a textilní vodicí válečky. Zobrazit produkt → Nejčastěji se s tímto práškem spojuje plazmové stříkání. Plazmový hořák generuje teploty výrazně nad 10 000 stupňů Celsia, takže keramická surovina může být roztavena během milisekund a urychlena na připravený díl. Povlak se vytváří v tenkých průchodech a každý průchod je monitorován z hlediska tloušťky a tvrdosti, než je součást odeslána na dokončovací broušení.
Zakázkové komponenty postavené na keramickém povrchu
U dílů, které jsou vystaveny jak abrazivnímu opotřebení, tak korozi, může součást s keramickým povlakem přežít nepotaženou slitinovou součást s velkým náskokem. Například přizpůsobená keramická násada vyrobená s povrchovým systémem z oxidu hlinitého může být cenově výhodnou alternativou k pevné keramické násadě. Jeho jádro je kovové, zatímco pracovní povrch nese keramickou vrstvu, která odolává mechanismu opotřebení, který pohání cyklus výměny.
Přizpůsobený keramický hřídel s povlakem z oxidu hlinitého Tato hřídel se vyznačuje kovovým jádrem a keramickým pracovním povrchem, který odolává opotřebení a korozi a nabízí cenově výhodnou alternativu k pevné keramice. Vyhovuje také vysokoteplotním a antiadhezním aplikacím. Zobrazit produkt → Vysokoteplotní a čisté povrchy
Tepelná stabilita prášku oxidu hlinitého a titanu ho také činí užitečným na površích, které jsou vystaveny zvýšeným provozním teplotám nebo na kterých je třeba se vyvarovat lepení. Při zpracování pryže těží formy a komponenty extruderů z uvolňování povrchu bohatého na TiO2. V součástech plynových turbín, které pracují v horkém korozním prostředí, se prášek příležitostně používá jako základní nátěr pod horní vrstvu tepelné bariéry. Důležitým bodem pro kupujícího dílů je, že povlak musí být přizpůsoben přesné provozní teplotě, protože obsah TiO2 mírně posouvá koeficient roztažnosti a maximální trvalou teplotu.
Pokud hledáte prášek oxidu hlinitého a titanu, pomůže vám zkombinovat tento článek s naším průvodcem na primární použití v průmyslových procesech takže výběr povlaku může být v souladu s vašimi pracovními podmínkami.
Jak vybrat správnou třídu: Praktický přístup
Neočekává se od vás, že budete keramický vědec, abyste si vybrali prášek. Níže uvedený praktický postup zahrnuje základní kroky a je vhodný jak pro modernizaci stávajícího povlaku, tak pro konstrukci nového dílu.
- Definujte dominantní mechanismus opotřebení. Abrazivní opotřebení podporuje tvrdší povlak, zatímco silný náraz nebo tepelný šok upřednostňuje tvrdší povlak. Pokud si nejste jisti, začněte s 13 procenty TiO2 a proveďte kontrolované srovnání.
- Zkontrolujte provozní teplotu a chemické prostředí. Potvrďte, zda bude povrch vidět zásaditost nebo kyseliny a zda maximální teplota zůstane pod doporučeným rozsahem nepřetržitého provozu.
- Rozhodněte se o způsobu přípravy. U žárového nástřiku je standardní otryskání pískem, ale pokud je důležitá rozměrová přesnost, lze keramické povlaky pokládat i na obrobený drážkovaný nebo podříznutý povrch.
- Specifikujte distribuci velikosti částic a morfologii. Požádejte dodavatele o hodnoty D10, D50 a D90 a vyžádejte si měření průtoku, pokud používáte vysokotlaký napájecí systém.
- Dohodněte se na přejímacím testu. Před zahájením výroby by měla být písemně definována pevnost spoje, mikrotvrdost, pórovitost a tolerance tloušťky. To je zvláště důležité, pokud kupujete potažené válečky nebo plunžry v objemu.
Co zkontrolovat před nákupem
Stejný název prášku může vést k velmi odlišným výsledkům potahování. Nejprve ověřte čistotu a poměr Al2O3 k TiO2. Zadruhé zkontrolujte, zda byl prášek prosetý v konzistentním rozsahu, protože jemné a hrubé částice se za letu chovají odlišně. Za třetí, vyžádejte si vzorek povlaku na zkušebním kusu. Kompetentní dodavatel obvykle poskytne zkušební kupony se stejnou tloušťkou povlaku, která je navržena pro váš díl. Za čtvrté, zeptejte se na kontrolní a měřicí zařízení používaná ve výrobě. Pokud společnost nemůže prokázat měřitelný kvalitativní proces, nebudete moci věřit uváděným hodnotám tvrdosti nebo pevnosti spoje.
Pro hlubší pohled na chování materiálu si můžete přečíst náš článek o vlastnosti a výhody prášku oxidu hlinitého a titanu .
Spolupráce s dodavatelem prášku, který také nanáší nátěr
Objednávání prášku oxidu hlinitého a titanu od společnosti, která provozuje vlastní procesy nanášení, má značnou výhodu. Zpětná vazba mezi výrobou prášku a výsledky potahování je mnohem kratší a úpravy složení nebo velikosti částic lze rychle testovat. Dodavatel s vlastní schopností nanášení plazmové keramiky může provést vývojové práce na vaší skutečné součásti namísto pouhého předání sáčku s práškem a obecných technických údajů.
Jiangsu Crystal Additive Manufacturing Co., Ltd. vyrábí keramické prášky vlastními silami a aplikuje je prostřednictvím plazmového keramického povlaku, plazmového povlaku, nadzvukového stříkání, laserového povlaku a dalších procesů tepelného stříkání. Tato jednorázová struktura je důležitá, když úkol zahrnuje konkrétní válec, hřídel nebo pouzdro, které musí splňovat jak rozměr, tak vlastnosti povrchu. Společnost také vyrábí přizpůsobené válečky a šroubové součásti, které jsou postaveny na keramické nebo slitinové vrstvě odolné proti opotřebení. To je přesně ten typ dodavatele, který může být užitečný, když pro váš stroj neexistuje standardní standard.
Výběr materiálu je pouze jednou částí rovnice. Kvalita prášku a kázeň procesu lakování rozhodují o tom, zda váš utěsněný píst čerpadla vydrží šest měsíců nebo tři roky. Proto je doporučení pro kupující jednoduché: promluvte si společně o jakosti prášku a službách lakování a před zvýšením výroby trvejte na měřitelných důkazech ze zkušebního dílu.
Prášek oxidu hlinitého a titanu nemusí být složitou volbou. Začněte s provozními podmínkami, vyberte osvědčený obsah TiO2 a požádejte svého dodavatele, aby prokázal povlak na vaší vlastní součásti. Výsledkem bude odolný povrch, který přežije podmínky, které původně způsobily selhání.
