ציפוי פני השטח
טכנולוגיית שכבות היא אחת השיטות להתקשות פני השטח של חלקים. פני השטח של הציפויים נעשים על ידי איחוי חומר המילוי (אבקה, חוט, אלקטרודה) עם חומר הבסיס. על פי סוג הציפוי המיושם, ניתן להבחין בין סוגי השכבות העיקריים הבאים:
1. משטחים עמידים בפני שחיקה (פרליט-סורביטול, בורון, מרטנסיט, כרום, עתיר מנגן, פלדה אוסטניטית, טונגסטן קרביד, סטליט).
2. ציפוי עמיד בפני קורוזיה (פלדה פריטית, austenitic, עמיד בפני קורוזיה «Monel», «Inconel», «Hastelloy» ואחרים, ניקל, סגסוגות ניקל, נחושת וסגסוגותיה).
3. ריצוף עמיד בחום.
4. ריצוף עמיד בחום.
ריצוף פנימי
כיסוי יכול להתבצע בכמה דרכים. השימושים הנפוצים ביותר בתעשייה הם הבאים:
1) ריפוד גז.
2) חיפוי קשת עם אלקטרודות מכוסות.
3) ריתוך קשת שקוע (תיל, רצועה).
רצועת חיפוי אלקטרודה מתחת לשכבת שטף
4) משטח קשת פתוח עם חוט ליבה.
5) בטנה בסביבת פחמן דו חמצני.
6) בטנה בסביבת גז אינרטי (אלקטרודה מתכלה או טונגסטן).
7) משטח Electroslag.
תוכנית השקיעה של אלקטרוסלג: 1 - גלילי הזנת אלקטרודות, 2 - אלקטרודה, 3 - שופר, 4 - הופר שטף, 5 - שטף, 6 - סיגים נוזליים, 7 - אמבט מתכת נוזלי, 8 - מתכת בסיסית, 9 - מתכת ריתוך, 10 - מקור כוח, 11 - קרום סיגים מוצק, 12 - כיוון שכבות
8) משטח פלזמה.
ערכת חיפוי פלזמה: 1 - גז נשא, 2 - גז היוצר את הפלזמה, 3 - גז מגן, 4 - אלקטרודה, 5 - שכבה מיושם, 6 - מתכת בסיסית
9) חיפוי לייזר.
10) משטח יחיד ורב אלקטרודות.
דוגמאות ליישום משטחים
לטכנולוגיית פני השטח יש את היתרונות הבאים בהשוואה לשיטות אחרות (ריסוס, קרבוריזציה, ניטרידה, שקיעה אלקטרוליטית וכו'):
1. פרודוקטיביות גבוהה (שכבות עם אלקטרודות רצועות מאפשרות להשיג מהירות שכבות של עד 25 ק"ג לשעה).
2. אפשרות למריחת ציפויים עבים. נכס זה מאפשר להשתמש בהצלחה בריצוף לתיקון חלקים. יחד עם זאת, אין הגבלות על גודל המוצרים המרותכים.
3. פשטות הטכנולוגיה. משטח קשת ממוכן יכול להתבצע על ידי רתכים מיומנים בינוניים.
4. היעילות הכלכלית של הטכנולוגיה מאפשרת לייצר חלקים עם מתכת בסיסית מפלדות מבניות פחמן עם פני שטח של מתכת בעלת תכונות ספציפיות ומחיר גבוה.
5. לתכונות חומר הבסיס אין תפקיד גדול בקשיות הציפוי העמיד בפני שחיקה. עבור שיטות אחרות, כגון התקשות, ניטרידה, מאפייני המתכת הבסיסית הם הקובעים. אם המתכת הבסיסית של התפר היא בעלת יכולת ריתוך נמוכה, אזי מיושמת מראש שכבה של פלדה דלת פחמן.עבור ציפוי טיטניום, שיטת השכבות אינה ישימה עקב היווצרות של מפרקים בין-מתכתיים שבירים.
החסרונות של פני השטח כוללים את הדברים הבאים:
1) האינטראקציה בטמפרטורה גבוהה של הבסיס והמתכת המיושמת יכולה לעורר את הדיפוזיה ההדדית שלהם וכתוצאה מכך, הידרדרות של תכונות הציפוי המיושם.
2) אפשרות לעיוותים של המוצר.
3) ריתוך ידני דורש הסמכה גבוהה של הרתך.
4) מאפיינים פיזיים-מכאניים לא אחידים של החלקים המרותכים תכונות הריתוך טבועות בשכבה המיושמת.
5) קושי ביישום מוצרים בעלי צורה מורכבת.
התקנת חיפוי פלזמה
פרקטיקת יישום משטח כוללת את העבודות הבאות:
1. חידוד של חומרי פני השטח (טבלה 1). אמצעי זה מאפשר להפחית את כמות המימן הניתן לפיזור בשכבת העל.
2. ניקוי פני השטח מחלודה ואבק, הסרת שומנים, ייבוש, הכנת פני השטח (במידת הצורך).
הכנת המשטח לשכבות: 1 - חריץ נכון, 2 - ערוץ לא סדיר
3. טיפול ראשוני בחום, כולל נורמליזציה (חישול) לקבלת מבנה יציב וחימום בפועל (טבלה 2).
4. טיפול בחום לאחר מכן (חישול או חישול) להפגת מתח ו/או לזייף את השכבה המיושמת. טיפול זה נחוץ במיוחד עבור סוגי ריצוף מרותכים (טבלה 3).
5. עיבוד להשגת מידות גימור. משטחי סגסוגת קשיחים עוברים טיפול בחום כדי להפחית את הקשיות לפני העיבוד. עיבוד שבבי נעשה עם כלי חיתוך קרביד.
6.בקרת איכות הריצוף מתבצעת על ידי בדיקה חיצונית (איתור חתכים, צניחה, סדקים משטחים), על ידי זיהוי פגמים נימיים בבדיקת ניאון או צבע חודר, אולטרסאונד או רנטגן. קשיות השכבה המיושמת נקבעת גם היא.
טבלה 1. חישול של חומרי פני השטח
טבלה 2. חימום מוקדם של פלדה לפני למינציה
טבלה 3. טיפול בחום לאחר מכן
שיטות הריבוד הנפוצות ביותר הן קשת וגז. כאשר ציפויי גז מכסים חלקים גדולים, הם מחוממים מהצד הנגדי. המשטח מתבצע עם להבת קרבוריזציה במרחק של כ-3 מ"מ מהמשטח. הלהבה חייבת להיות רחבה וקצרה יותר מאשר בריתוך גז.
התקנה עבור משטח קשת אוטומטי
מצבי החלת קשת חשמלית ניתנים בטבלה. 4.
טבלה 4. מצבי יישום קשת
כיסוי של פחמן דו חמצני נעשה באמצעות חוט; כאשר פועלים עם זרם ישר, עלייה בבליטת החוט צריכה להיות מלווה בעלייה בקצב ההזנה. התלייה היא בדרך כלל 20 מ"מ.
משטח קשת שקוע משמש עבור משטחים בעלי ביצועים גבוהים של גופי סיבוב. עובי השכבה המיושמת הוא בדרך כלל 1.5 ... 20 מ"מ.
התקנה לשכבת גלגלים מתחת לשכבת זרימה
ציוד ריתוך יכול להיות משני סוגים - אוניברסלי, מבוסס על מכונות אוניברסליות לחיתוך מתכת, ומתמחה, לעיבוד סוגים מסוימים של חלקים.
ראה גם: שיטות ריסוס