За H13 стоманено керамично покритие, ако цялостната производителност (устойчивост на термична умора, устойчивост на износване и якост на свързване) е основната цел, високо-скоростното пламъчно пръскане (HVOF) е оптималният избор; ако контролът на разходите е приоритет и работните условия са относително меки, APS (апликационно плазмено пръскане) е разходно{2}}ефективно решение; и за прецизни пластмасови форми или приложения, изискващи ултра-гладки повърхности, физическото отлагане на пари (PVD) е по-изгодно.
I. Сравнение на основната производителност на три процеса
|
Индикатори: Високо{0}}скоростно пламъчно пръскане (HVOF) |
Плазмено пръскане (APS) |
Физическо отлагане на пари (PVD) |
|
Якост на свързване: По-голяма или равна на 70 MPa (най-висока) |
По-голямо или равно на 40 MPa |
По-голямо или равно на 30 MPa |
|
Порьозност:<1% (Excellent Density) |
2–5% |
Близо до 0% (вакуумно отлагане) |
|
Дебелина на покритието: 80–150 μm |
100–200 μm |
2–5 μm (изключително тънък) |
|
Топлинно{0}}засегната зона: малка (по-ниска температура на пламъка) |
По-голяма (високо{0}}температурна плазма) |
Изключително малък (отлагане при-ниска температура) |
|
Приложими материали: WC-Co, Cr₃C₂-NiCr (висока устойчивост на износване) |
Al₂O₃, ZrO₂, Al2O₃-TiO₂ |
TiN, TiAlN, CrN (висока твърдост) |
Устойчивост на термична умора: Оптимална (плътна + висока якост на свързване) Средна средна (тънък слой, който лесно се отлепва)
Ниво на разходите: високо (скъпо оборудване и консумативи) средно-ниско високо (голяма инвестиция във вакуумно оборудване)
Заключение и препоръка:
HVOF: Подходящо за приложения с висока-стойност, дълъг-цикъл, високо-топлинно-напрежение (като например автомобилни-форми за леене под налягане и форми за горещо коване), значително увеличава живота на матрицата до над 9000 цикъла, с общо намаляване на разходите.
APS: Подходящ за обща защита и пръскане-на големи площи; ниска цена, зрял процес и 2,5–3 пъти по-дълъг живот, което го прави първият избор за повечето компании.
PVD: Подходящ за прецизни форми, анти{0}}адхезия и приложения с ниско-триене (като оптични компоненти и медицински пластмасови форми), но с по-слаба устойчивост на удар и устойчивост на термична умора.
II. H13 Сценарии за приложение на стомана, съответстващи на препоръките
1. 1. Форми-за леене под налягане от алуминиева сплав
Предпочитано: HVOF покритие Cr₃C₂-NiCr или WC-Co
Причини: Силна устойчивост на окисление и ерозия при високи температури, висока якост на свързване и може да издържи хиляди термични цикли.
Действителни резултати: Нивото на пукнатини от термична умора е намалено от 11 на 2, обемът на износване е намален с 91%.
2. Флуоропластични системи за горещ канал
По избор: APS покритие Al₂O₃-TiO₂
Причини: Керамичният слой ефективно блокира високочестотната корозия, умерена цена и дълъг цикъл на поддръжка.
Забележка: Порьозността трябва да се контролира, за да се предотврати проникването на корозивна среда.
3. Прецизни пластмасови форми (напр. калъфи за мобилни телефони, конектори)
Препоръчва се: PVD отлагане TiAlN или CrAlN
Причини: ултра{0}}тънък филм, гладка повърхност (Ra<0.1μm), good demolding properties, and a 50% reduction in the coefficient of friction.
III. Препоръки за вземане на решения: Как да изберем? Помислете за условията на работа:
Висока температура, високо налягане, високочестотен термичен шок → Изберете HVOF
Обща защита, чувствителна-разход → Изберете APS
Прецизност, ниско износване, анти{0}}залепване → Изберете PVD
Помислете за възвръщаемост на инвестицията:
Въпреки че HVOF е по-скъп на брой (2000-3000 RMB), продължителността на живота му е повече от 3,5 пъти по-голяма от тази на формите без покритие, а цената на матрица е намалена с повече от 40%, което го прави по-рентабилен в дългосрочен план.
Помислете за съвместимост на процеса:
Температурата на темпериране на стомана H13 е приблизително 560 градуса, а температурата на PVD отлагане трябва да се контролира под 500 градуса, за да се избегне омекването на субстрата.
