Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Zamościu
Laboratorium Inżynieria Powierzchni	Temat ćwiczenia: -Powłoki natryskiwane
Semestr: II	Wykonał: Daniel Kula	Data:	Ocena:

1.Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi metodami napawania oraz określenie udziału materiału napoiny w materiale podstawowym i jej własności (twardość) w zależności od parametrów.

2.Wstęp teoretyczny

Nakładanie powłok metalowych przez natryskiwanie cieplne, nazywane też metalizacją natryskową (w odniesieniu do tradycyjnych metod) znane jest od niemal stu lat i ciągle rozwija się zarówno w zakresie konstrukcji urządzeń jak i nakładanych materiałów.

Metoda natryskiwania cieplnego polega na stopieniu i rozpyleniu metalu powłokowego na drobne cząstki w specjalnym urządzeniu - palniku do natryskiwania, a następnie nadaniu im takiej prędkości przy wylocie z palnika, aby uderzając w pokrywaną powierzchnię miały energię wystarczającą do przyczepienia się do niej.

Źródłem ciepła niezbędnym do stopienia metalu w postaci drutu, proszku lub taśmy, może być płomień gazu, łuk elektryczny lub łuk plazmowy i stąd dzieli się natryskiwanie cieplne na:

1. płomieniowe (gazowe),

2. łukowe,

3. plazmowe.

Jednym z najważniejszych czynników decydujących o powodzeniu natryskiwania jest specyficzne przygotowanie powierzchni natryskiwanego przedmiotu. Najpierw należy oczyścić ją z tłuszczów (przez wypalanie lub mycie w rozpuszczalnikach), a następnie usunąć tlenki przez piaskowanie, który to zabieg jednocześnie zwiększa chropowatość powierzchni. Zamiast piaskowania stosuje się też m.in. skórowanie, śrutowanie, gwintowanie, rowkowanie oraz nakładanie warstw spajających. Celem tych operacji jest rozwinięcie powierzchni i odsłonięcie czystej powierzchni metalicznej, a wstępne natryskiwanie warstw spajających służy do wytworzenia wiązań metalicznych z podłożem. Istnieje nieliczna grupa materiałów „samowiążących” jak aluminek niklu, molibden, nichrom, których roztopione cząstki uderzając w natryskiwaną powierzchnię nadtapiają jej warstwę wierzchnią, prowadząc do utworzenia wiązań międzyatomowych. W konsekwencji prowadzi to do zwiększenia wytrzymałości połączeń. Okres czasu między przygotowaniem powierzchni, a natryskiwaniem powinien być możliwie krótki, aby uniknąć ponownego zanieczyszczenia i utlenienia powierzchni.

W procesie natryskiwania można wyróżnić kilka etapów:

1. mechaniczne podawanie materiału powłokowego w stanie stałym (proszek, drut, taśma, pręt) lub w stanie ciekłym, do strefy topienia w urządzeniu do natryskiwania,

2. ciągłe topienie i rozpylanie materiału powłokowego. W czasie topienia następuje jednocześnie rozpylanie cząstek metalu za pomocą sprężonego gazu (np. powietrza) i ewentualnie gazów spalinowych (w wypadku urządzeń gazowych). Czas trwania procesu topienia i rozpylania jest bardzo krótki, rzędu 10-3 s,

3. lot stopionych cząstek kulistych wyrzucanych z dyszy palnika w kierunku pokrywanej powierzchni. Podczas lotu cząstki ulegają utlenieniu tlenem z powietrza, co powoduje powstanie otoczek tlenkowych na ich powierzchni,

4. tworzenie się powłok, trwające od momentu zetknięcia się cząstek z natryskiwaną powierzchnią do ostygnięcia powłoki do temperatury otoczenia.

Natryskiwanie płomieniowe (gazowe) jest procesem nakładania warstw z metali, a także niemetali na podłoża metaliczne, gdy źródłem ciepła potrzebnego do stopienia materiału powłokowego jest płomień gazowy.

W tej metodzie stosowane są dwie techniki natryskiwania różniące się parametrami procesu, konstrukcją urządzeń i w konsekwencji własnościami powłok. Jest to natryskiwanie płomieniowe poddźwiękowe (klasyczne) i naddźwiękowe .

Powłoki natryskiwane metodą elektryczną łukową

Źródłem ciepła potrzebnego do stopienia materiału powłokowego w tej metodzie jest łuk elektryczny zajarzany między drutami metalu natryskiwanego, w osi wypływającego strumienia powietrza, które rozpyla i przenosi stopione cząstki na pokrywane podłoże.

Urządzenie do natryskiwania elektrycznego łukowego składa się ze źródła prądu stałego, układu sterowania, drutu elektrodowego, układu podawania drutu, źródła sprężonego powietrza oraz palnika .

Powłoki natryskiwane metodą plazmową

Technologia natryskiwania cieplnego z zastosowaniem urządzeń plazmowych zostało wdrożone do przemysłu około 50 lat temu, a wywodzi się z doświadczeń zdobytych w trakcie badań przestrzeni kosmicznej.

Plazmowa metoda natryskiwania polega na stapianiu proszku metalicznego (lub z niemetali) w strumieniu plazmy i kierowaniu roztopionych cząstek przez strumień gazu plazmowego na pokrywaną powierzchnię.

3. Przebieg ćwiczenia

Ćwiczenie składa się z następujących etapów:

− wybranie materiału podstawowego;

− dobór materiałów dodatkowych;

− określenie geometrii złącza (grubość materiału, długość złącza);

− wykonanie napoin: elektroda otulona EN i stelitopodobna (dwie średnice

φ3,25 mm i φ5,0 mm), drut lity i proszkowy; dla średnich i wysokich

parametrów prądowych (zgodnie z danymi producenta na opakowaniu);

− napoiny wykonać w kolejności: 1 ścieg, 2 ściegi i 3 ściegi dla każdego

podanego powyżej materiału dodatkowego;

− wykonać próbki do badań makroskopowych (cięcie, szlifowanie, trawienie)

i zdjęć makroskopowych

4.Wnioski

Powłoki natryskiwane w dużym stopniu podnoszą odporność powierzchni materiału na czynniki takie jak np. erozja czy też tarcie . Dobierając odpowiednio materiał natryskiwany możemy zadecydować o właściwościach ochronnych powierzchni materiału na ,który natryskiwaliśmy powłokę . Pozwala to nam na otrzymanie materiału o bardzo zróżnicowanej ochronie powierzchniowej np. z jednej strony materiał może być odporny na korozję zaś z drugiej może być odporny na ścieranie .

---