Če je za jekleno keramično prevleko H13 glavni cilj celovita učinkovitost (odpornost proti toplotni utrujenosti, odpornost proti obrabi in trdnost spoja), je optimalna izbira visoko{1}}hitrostno plamensko brizganje (HVOF); če je nadzor nad stroški prednostna naloga in so delovni pogoji razmeroma blagi, je APS (aplikativno plazemsko brizganje) stroškovno-učinkovita rešitev; in za natančne plastične kalupe ali aplikacije, ki zahtevajo ultra-gladke površine, je ugodnejše fizično naparjevanje (PVD).
I. Primerjava osnovne zmogljivosti treh procesov
|
Indikatorji: Visoko{0}}hitrost plamenskega brizganja (HVOF) |
Plazemsko brizganje (APS) |
Fizično naparjanje (PVD) |
|
Trdnost spoja: večja ali enaka 70 MPa (najvišja) |
Večji ali enak 40 MPa |
Večji ali enak 30 MPa |
|
Poroznost:<1% (Excellent Density) |
2–5% |
Skoraj 0 % (vakuumsko nanašanje) |
|
Debelina nanosa: 80–150 μm |
100–200 μm |
2–5 μm (izjemno tanek) |
|
Toplotno{0}}prizadeto območje: majhno (nižja temperatura plamena) |
Večja (viso-temperaturna plazma) |
Izjemno majhen (nalaganje pri-nizki temperaturi) |
|
Veljavni materiali: WC-Co, Cr₃C₂-NiCr (visoka odpornost proti obrabi) |
Al₂O₃, ZrO₂, Al₂O₃-TiO₂ |
TiN, TiAlN, CrN (visoka trdota) |
Odpornost na toplotno utrujenost: optimalna (gosto + visoka trdnost lepljenja) srednja povprečna (tanek sloj, ki se zlahka lušči)
Raven stroškov: visoka (draga oprema in potrošni material) srednja-nizka visoka (velika naložba v vakuumsko opremo)
Zaključek in priporočilo:
HVOF: Primerno za aplikacije z visoko-vrednostjo, dolgim{1}}ciklom, visokim-toplotnim-napetostjo (kot so avtomobilski-kalupi za tlačno litje in kalupi za vroče kovanje), znatno podaljša življenjsko dobo kalupa na več kot 9000 ciklov, s splošnim znižanjem stroškov.
APS: Primerno za splošno zaščito in -pršenje velikih površin; nizki stroški, zrel proces in 2,5–3-krat daljša življenjska doba, zaradi česar je prva izbira za večino podjetij.
PVD: Primerno za natančne kalupe, proti-adhezijo in aplikacije z nizkim-trenjem (kot so optične komponente in medicinski plastični kalupi), vendar s šibkejšo odpornostjo na udarce in toplotno utrujenost.
II. H13 Scenariji uporabe jekla, ki ustrezajo priporočilom
1. 1. Kalupi-za tlačno litje iz aluminijevih zlitin
Prednostno: HVOF premaz Cr₃C₂-NiCr ali WC-Co
Razlogi: Močna odpornost proti oksidaciji in eroziji pri visokih temperaturah, visoka trdnost lepljenja in lahko prenese na tisoče toplotnih ciklov.
Dejanski rezultati: Stopnja razpok zaradi toplotne utrujenosti se je zmanjšala z 11 na 2, obseg obrabe se je zmanjšal za 91 %.
2. Fluoroplastični sistemi vročih kanalov
Izbirno: APS prevleka Al₂O₃-TiO₂
Razlogi: keramična plast učinkovito blokira visokofrekvenčno korozijo, zmerni stroški in dolg cikel vzdrževanja.
Opomba: Poroznost je treba nadzorovati, da se prepreči prodiranje korozivnega medija.
3. Precizni plastični kalupi (npr. etuiji za mobilne telefone, konektorji)
Priporočeno: nanašanje PVD TiAlN ali CrAlN
Razlogi: ultra{0}}tanek film, gladka površina (Ra<0.1μm), good demolding properties, and a 50% reduction in the coefficient of friction.
III. Priporočila za odločitev: kako izbrati? Upoštevajte pogoje delovanja:
Visoka temperatura, visok tlak, visokofrekvenčni toplotni šok → Izberite HVOF
Splošna zaščita, stroškovno-občutljiva → Izberite APS
Natančnost, majhna obraba, anti{0}}oprijem → Izberite PVD
Razmislite o donosnosti naložbe:
Čeprav je HVOF dražji na kos (2000-3000 RMB), je njegova življenjska doba več kot 3,5-krat daljša od kalupov brez premaza, strošek na kalup pa je nižji za več kot 40 %, zaradi česar je dolgoročno stroškovno učinkovitejši.
Upoštevajte združljivost postopka:
Temperatura kaljenja jekla H13 je približno 560 stopinj, temperaturo nanašanja PVD pa je treba nadzorovati pod 500 stopinj, da preprečimo mehčanje podlage.
