Bir pompa pistonu haftalar içinde yüzey kaplamasını kaybederse veya bir kılavuz silindiri taşıdığı levhayı çizmeye başlarsa, arıza genellikle çalışma koşullarını kaldıramayan bir yüzey malzemesine işaret eder. Seramik kaplama çoğu zaman bu sorunu çözebilir ancak her seramik aynı davranışı göstermez. Alümina titanyum oksit tozu, bir oksidin sertliğini, termal döngüye, mekanik darbeye ve kimyasal saldırılara çatlamadan dayanmaya yetecek dayanıklılıkla birleştiren birkaç seramik hammadde malzemesinden biridir. Saf alüminanın çok kırılgan olduğu, krom oksidin çok riskli olduğu ve metal alaşımlarının artık dayanamadığı durumlarda başvuracağınız malzemedir.
Ayrıntılara girmeden önce pratik çıkarım: alümina titanyum oksit kaplamanın performansı TiO2 içeriğine, parçacık boyutu dağılımına ve toz üreticisinin itibarına göre belirlenir. Bu üç şeyi doğru yaparsanız aşındırıcı aşınmaya dirençli, hazırlanmış metal yüzeye yapışan ve çoğu alaşımı yumuşatacak sıcaklıklara dayanıklı bir kaplama elde edersiniz.
Alümina Titanyum Oksit Tozu Nedir ve Nasıl Yapılır?
Alümina titanyum oksit tozu alfa alüminanın (Al2O3) baskın fazı oluşturduğu ve titanyum dioksitin (TiO2) sertleştirici madde olarak görev yaptığı kompozit seramik tozudur. İki oksit, bir termal püskürtme işlemi yoluyla bir alt tabaka üzerine püskürtülen bir ham madde oluşturmak için yüksek sıcaklıklarda kaynaştırılır, topaklanır veya harmanlanır. Yaygın olarak üretilen bir kalite, ağırlıkça %13 olan Al2O3'tür. Yüzde TiO2, ancak yüzde 3, 20 ve 40 TiO2'li formülasyonlar da özel ihtiyaçlara göre üretilmektedir.
Üretim rotası, püskürtme sırasında tozun nasıl davranacağını belirler. Eritilmiş ve ezilmiş tozlar daha yoğun bir şekilde biriken köşeli parçacıklar üretirken, topaklanmış ve sinterlenmiş tozlar daha iyi akışkanlık sunar. Püskürterek kurutulmuş granüller, toz besleyiciden tutarlı bir şekilde beslenen küresel bir şekil verir; bu, plazma veya HVOF torcu kullandığınızda önemlidir. Parçacık boyutu dağılımı lazer kırınımı ile izlenir ve sıklıkla D10, D50 ve D90 değerleri olarak ifade edilir. Tipik bir plazma dereceli fraksiyon 15 ila 45 mikrometre arasında, D50 ise 25 mikrometreye yakın olabilir.
TiO2 ile kaplama performansı arasındaki ilişki açıkça açıklanmaya değerdir. Titanyum dioksit alüminanın erime noktasını düşürür, bu da parçacıkların plazma jetinde daha iyi erimesine ve alt tabakaya bağlanmasına yardımcı olur. Ayrıca ince taneli bir mikro yapıyı teşvik ederek ve çatlak yayılmasını azaltarak tokluğu artırır. Aşınma halkaları, kağıt değirmen merdaneleri, tekstüre merdaneleri ve hidrolik silindir çubukları için seramik kalitesinin sıklıkla belirtilmesinin nedeni budur.
Özelleştirilebilir Parçacık Boyutuna Sahip Alümina Titanyum Oksit Tozu Alümina titanyum oksit tozu 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. Ürünü Görüntüle → Kendi toz stoğunu üreten bir firma ile çalıştığınızda kimyasal formülünü değiştirmeden belirli faz bileşimine sahip veya daha dar parçacık penceresine sahip tozlar da talep edebilirsiniz. Bu, özellikle kaplamanın bir sertlik bandını, gözeneklilik sınırını veya müşteri spesifikasyonundaki bağ mukavemeti şartını karşılaması gerektiğinde kullanışlıdır.
Neden Birçok Kaplamada Saf Alüminadan Daha İyi Performans Gösteriyor?
Saf alümina son derece serttir ancak sertliği, kaplamanın gerilimi karşılayamaması nedeniyle yük altında mikro çatlamaya eğilimli olmasını sağlar. Küçük TiO2 ilaveleri bu davranışı değiştirir. Sertlik ve tokluk arasındaki denge, seramik oksit tozu seçerken temel karardır ve aşağıdaki tablo, yaygın formülasyonlara pratik bir genel bakış sunmaktadır.
| Toz Formülasyonu | Tipik Sertlik (HV 300) | Bağ Dayanımı (MPa) | Tipik Gözeneklilik (%) | Birincil Sınırlama |
|---|---|---|---|---|
| Al2O3 (saf) | 1000 - 1100 | 20 - 40 | 2 - 5 | Darbe ve termal döngü altında kırılgandır |
| Al2O3 %3 TiO2 | 950 - 1050 | 25 - 45 | 1 - 4 | Daha yüksek TiO2 kalitelerine göre daha düşük tokluk |
| Al2O3 %13 TiO2 | 850 - 1000 | 30 - 50 | 0,5 - 3 | Güçlü alkali çözeltilere karşı sınırlı direnç |
| Al2O3 %40 TiO2 | 650 - 850 | 40 - 60 | 1 - 4 | Daha düşük sertlik; esas olarak sürtünmeyi önleyici ve kolay çıkarılabilen yüzeyler için kullanılır |
| Cr2O3 | 900 - 1050 | 25 - 45 | 1 - 3 | Taşıma sırasında sağlık ve çevre kısıtlamaları |
Tablonun gösterdiği gibi, yüzde 13 TiO2 eklenmesi, onu birçok endüstride varsayılan seçim haline getiren bir denge sağlıyor. Uygun şekilde pürüzlendirilmiş bir alt tabaka ile 50 MPa'yı aşabilecek bir bağ mukavemeti geliştirirken, aşındırıcı aşınmaya direnmek için yeterli sertliği korur. Kaplama aynı zamanda yüksek hızlarda da hatasız çalışacaktır, bu da çok düşük pürüzlülükte bitirilmesi gereken baskı rulosu yüzeylerinde kullanılmasının bir nedenidir.
Maliyet tablosu da bu durumu destekliyor. Alümina titanyum oksit tozu, çoğu hacimde tungsten karbür besleme stoğundan daha ucuzdur ve saf krom oksitle aynı inert gaz kullanımını gerektirmezken, elmas taşlama ve cilalama sonrasında hala mükemmel bir yüzey elde edilmesini sağlar.
Alümina Titanyum Oksit Kaplamaların Uygulamada Kullanıldığı Yerler
İki geniş çalışma kategorisinde belirtilen alümina titanyum oksit tozunu bulacaksınız: yeni bileşen imalatı ve aşınmış parçaların yeniden imalatı veya onarımı. Her ikisi de temelde aynı kaplama prosesine dayanır ancak parça geometrisi, yüzey hızı ve ortam hangi kalitenin seçileceğini belirler.
Aşınmaya Duyarlı Parçaların Yüzey Mühendisliği
Hidrolik silindirler, pompa pistonları, miller ve manşonlar, boyutları eski haline getirmek ve sert, düşük sürtünmeli bir yüzey eklemek için rutin olarak alümina TiO2 tozuyla kaplanır. Bir tekstil tesisinde yüksek hat hızlarında çalışan kılavuz silindirlerin malzemeye iz aktarmaması gerekir. Plazma seramik kaplamayla uygulanan yüzde 13'lük TiO2 kaplama, karbür kaplamanın yüksek maliyeti olmadan çizilme direnci ve ayrılma yüzeyi elde etmenin etkili bir yoludur.
Dayanıklı, Aşınmaya Dirençli Yüzeyler için Plazma Seramik Kaplama Plazma seramik kaplama, seramik tozunu eritmek ve biriktirmek için yüksek sıcaklıkta bir fener kullanır, boyutları eski haline getirir ve sert bir katman ekler. Hidrolik silindirler, pistonlar ve tekstil kılavuz makaraları için etkilidir. Ürünü Görüntüle → Plazma püskürtme bu tozla en sık eşleştirilen işlemdir. Plazma torçu 10.000 santigrat derecenin çok üzerinde sıcaklıklar üretir, böylece seramik ham maddesi milisaniyeler içinde eritilebilir ve hazırlanan parça üzerine hızlandırılabilir. Kaplama ince geçişler halinde oluşur ve parça son taşlamaya gönderilmeden önce her geçişte kalınlık ve sertlik açısından izlenir.
Seramik Yüzey Kaplamanın Çevresine Yerleştirilmiş Özel Bileşenler
Hem aşınma hem de korozyona maruz kalan parçalar için, seramik kaplı bir bileşen, kaplanmamış bir alaşım parçadan büyük bir farkla daha uzun süre dayanabilir. Örneğin alüminyum oksit yüzey sistemiyle yapılan özelleştirilmiş bir seramik şaft, katı seramik şafta uygun maliyetli bir alternatif olabilir. Çekirdeği metaldir ve çalışma yüzeyi, değiştirme döngüsünü yönlendiren aşınma mekanizmasına direnen seramik bir katman taşır.
Alüminyum Oksit Kaplamalı Özelleştirilmiş Seramik Şaft Bu şaft, aşınmaya ve korozyona dayanıklı, katı seramiğe uygun maliyetli bir alternatif sunan metal bir çekirdeğe ve seramik bir çalışma yüzeyine sahiptir. Aynı zamanda yüksek sıcaklık ve yapışma önleyici uygulamalara da uygundur. Ürünü Görüntüle → Yüksek Sıcaklık ve Temiz Salınan Yüzeyler
Alümina titanyum oksit tozunun termal stabilitesi, aynı zamanda, yüksek servis sıcaklıklarına maruz kalan veya yapışmanın önlenmesi gereken yüzeylerde de faydalı olmasını sağlar. Kauçuk işlemede kalıplar ve ekstruder bileşenleri, TiO2 açısından zengin yüzeyin ayrılma davranışından yararlanır. Sıcak, aşındırıcı bir ortamda çalışan gaz türbini bileşenlerinde, toz bazen üst termal bariyer katmanının altında bir taban kaplama olarak kullanılır. Parça alıcısı için önemli olan nokta, kaplamanın tam servis sıcaklığına göre ayarlanması gerektiğidir çünkü TiO2 içeriği genleşme katsayısını ve maksimum sürekli sıcaklığı hafifçe kaydırır.
Alümina titanyum oksit tozu pazarındaysanız, bu makaleyi bu konudaki kılavuzumuzla birleştirmeniz yardımcı olacaktır. endüstriyel süreçlerde birincil kullanımlar Böylece kaplama seçimi çalışma koşullarınıza uygun hale getirilebilir.
Doğru Sınıf Nasıl Seçilir: Pratik Bir Yaklaşım
Bir tozu seçmek için seramik bilimcisi olmanız beklenmiyor. Aşağıdaki pratik süreç temel adımları kapsar ve hem mevcut kaplamanın iyileştirilmesi hem de yeni bir parçanın mühendisliği için uygundur.
- Baskın aşınma mekanizmasını tanımlayın. Aşındırıcı aşınma daha sert bir kaplamayı tercih ederken şiddetli darbe veya termal şok daha sert bir kaplamayı tercih eder. Emin değilseniz yüzde 13 TiO2 ile başlayın ve kontrollü bir karşılaştırma yapın.
- Servis sıcaklığını ve kimyasal ortamı kontrol edin. Yüzeyde alkalilik veya asit görülüp görülmeyeceğini ve maksimum sıcaklığın önerilen sürekli servis aralığının altında kalıp kalmayacağını doğrulayın.
- Hazırlama yöntemine karar verin. Grit püskürtme, termal sprey için standarttır, ancak boyutsal doğruluk önemli olduğunda, işlenmiş yivli veya alttan kesilmiş bir yüzeye seramik kaplamalar da yerleştirilebilir.
- Parçacık boyutu dağılımını ve morfolojisini belirtin. Tedarikçinizden D10, D50 ve D90 değerlerini isteyin ve yüksek basınçlı besleme sistemi kullanıyorsanız debi ölçümü talep edin.
- Kabul testi üzerinde anlaşın. Bağlanma mukavemeti, mikrosertlik, gözeneklilik ve kalınlık toleransı üretime başlamadan önce yazılı olarak tanımlanmalıdır. Hacimsel olarak kaplamalı silindirler veya pistonlar satın alıyorsanız bu özellikle önemlidir.
Satın Almadan Önce Neleri Kontrol Etmelisiniz?
Aynı toz ismi çok farklı kaplama sonuçlarına yol açabilir. Öncelikle Al2O3'ün TiO2'ye oranını ve saflığını doğrulayın. İkinci olarak, ince ve kaba parçacıklar uçuş sırasında farklı davrandığından, tozun tutarlı bir aralıkta elendiğini kontrol edin. Üçüncüsü, prova parçası üzerinde bir kaplama numunesi isteyin. Yetkili bir tedarikçi genellikle sizin tarafınızdan önerilen aynı kaplama kalınlığına sahip test kuponları sağlayacaktır. Dördüncüsü, üretimde kullanılan muayene ve ölçüm ekipmanlarını sorun. Şirket ölçülebilir bir kalite süreci gösteremezse sertlik veya bağ mukavemeti açısından bildirilen değerlere güvenemezsiniz.
Malzeme davranışına daha derinlemesine bakmak için ilgili makalemizi okuyabilirsiniz. alümina titanyum oksit tozunun özellikleri ve avantajları .
Kaplamayı da Uygulayan Bir Toz Tedarikçisiyle Çalışmak
Kendi kaplama işlemlerini yürüten bir firmadan alümina titanyum oksit tozu sipariş etmenin belirgin bir avantajı vardır. Toz üretimi ile kaplama sonuçları arasındaki geri bildirim döngüsü çok daha kısadır ve bileşim veya parçacık boyutunda yapılan ayarlamalar hızlı bir şekilde test edilebilir. Kendi bünyesinde plazma seramik kaplama kapasitesine sahip bir tedarikçi, yalnızca bir toz torbası ve genel teknik verileri vermek yerine, gerçek bileşeniniz üzerinde geliştirme çalışmaları yürütebilir.
Jiangsu Crystal Additive Manufacturing Co., Ltd. kendi bünyesinde seramik tozları üretmekte ve bunları plazma seramik kaplama, plazma kaplama, süpersonik püskürtme, lazer kaplama ve diğer termal püskürtme işlemleri yoluyla uygulamaktadır. Bu tek duraklı yapı, görevin hem boyut hem de yüzey özelliğini karşılaması gereken belirli bir silindir, şaft veya manşon içerdiği durumlarda önemlidir. Şirket ayrıca aşınmaya dayanıklı seramik veya alaşımlı bir katman etrafında inşa edilen özelleştirilmiş silindirler ve vida bileşenleri de üretmektedir. Bu, makineniz için kullanıma hazır bir standart mevcut olmadığında tam olarak faydalı olabilecek türden bir tedarikçidir.
Malzeme seçimi denklemin yalnızca bir kısmıdır. Tozun kalitesi ve kaplama işleminin disiplini, kapalı pompa pistonunuzun altı ay mı yoksa üç yıl mı dayanacağını belirler. Bu nedenle alıcılara öneri basit: toz kalitesi ve kaplama hizmeti hakkında birlikte konuşun ve üretimi büyütmeden önce kanıt parçasından elde edilen ölçülebilir kanıtlar konusunda ısrar edin.
Alümina titanyum oksit tozunun karmaşık bir seçim olması gerekmez. Çalışma koşullarıyla başlayın, kanıtlanmış bir TiO2 içeriği seçin ve tedarikçinizden kaplamayı kendi bileşeniniz üzerinde kanıtlamasını isteyin. Sonuçta, başlangıçta arızaya neden olan koşullara dayanabilen dayanıklı bir yüzey elde edilecektir.
