H13 teraskeraamilise katte puhul, kui esmane eesmärk on terviklik jõudlus (termiline väsimuskindlus, kulumiskindlus ja nakketugevus), on optimaalne valik suure{1}kiirusega leegipihustus (HVOF); kui kulude kontroll on prioriteet ja töötingimused on suhteliselt leebed, on APS (rakenduse plasmapihustamine) kuluefektiivne lahendus; ja plastist täppisvormide või ülisiledaid pindu nõudvate rakenduste puhul on füüsikaline aurustamine-sadestamine (PVD) soodsam.
I. Kolme protsessi põhijõudluse võrdlus
|
Indikaatorid: suure{0}}kiirusega leegi pihustamine (HVOF) |
Plasmapihustamine (APS) |
Füüsikaline aurustamine-sadestamine (PVD) |
|
Sideme tugevus: 70 MPa või sellega võrdne (kõrgeim) |
Suurem või võrdne 40 MPa |
Suurem või võrdne 30 MPa |
|
Poorsus:<1% (Excellent Density) |
2–5% |
Ligi 0% (vaakuumsadestamine) |
|
Katte paksus: 80–150 μm |
100–200 μm |
2–5 μm (eriti õhuke) |
|
Kuum{0}}mõjutatud tsoon: väike (madalam leegi temperatuur) |
Suurem (kõrge{0}}temperatuuriline plasma) |
Äärmiselt väike (madala{0}}temperatuuri sadestumine) |
|
Kohaldatavad materjalid: WC-Co, Cr₃C₂-NiCr (kõrge kulumiskindlus) |
Al2O3, ZrO2, Al₂O3-TiO₂ |
TiN, TiAlN, CrN (kõrge kõvadus) |
Termiline väsimuskindlus: optimaalne (tihe + kõrge liimimistugevus) keskmine keskmine (õhuke kiht kergesti kooritav)
Kulutase: kõrge (kallid seadmed ja kulumaterjalid) keskmine{0}}madal kõrge (suur investeering vaakumseadmetesse)
Järeldus ja soovitus:
HVOF: sobib suure-väärtusega, pika-tsükliga, suure-termilise-koormusega rakenduste jaoks (nagu autode survevalu-vormid ja kuumsepistamisvormid), mis pikendab oluliselt vormi eluiga üle 9000 tsüklini, vähendades üldkulusid.
APS: sobib üldiste kaitsevajaduste ja suure{0}}ala pihustamiseks; madal hind, küps protsess ja 2,5–3 korda pikem eluiga, mistõttu on see enamiku ettevõtete jaoks esimene valik.
PVD: sobib täppisvormidele, -adhesioonivastastele ja madala hõõrdumise
II. H13 terase kasutamise stsenaariumide sobitamise soovitused
1. 1. Alumiiniumisulamist survevalu-valuvormid
Eelistatud: HVOF kate Cr₃C₂-NiCr või WC-Co
Põhjused: tugev oksüdatsiooni- ja erosioonikindlus kõrgetel temperatuuridel, kõrge sidumistugevus ja talub tuhandeid termilisi tsükleid.
Tegelikud tulemused: termilise väsimuse pragude tase vähenes 11-lt 2-le, kulumismaht vähenes 91%.
2. Fluoroplastilised kuumajooksusüsteemid
Valikuline: APS-kate Al₂O₃-TiO₂
Põhjused: keraamiline kiht blokeerib tõhusalt HF korrosiooni, mõõdukaid kulusid ja pikka hooldustsüklit.
Märkus. Söövitava aine läbitungimise vältimiseks tuleb poorsust kontrollida.
3. Täppisplastist valuvormid (nt mobiiltelefonide ümbrised, pistikud)
Soovitatav: PVD-sadestamine TiAlN või CrAlN
Põhjused: üliõhuke{0}}kile, sile pind (Ra<0.1μm), good demolding properties, and a 50% reduction in the coefficient of friction.
III. Otsustussoovitused: kuidas valida? Mõelge töötingimustele:
Kõrge temperatuur, kõrge rõhk, kõrgsageduslik termošokk → Valige HVOF
Üldine kaitse, kulutundlik{0}} → Valige APS
Täpsus, väike kulumine, anti-nakkumine → Valige PVD
Kaaluge investeeringutasuvust:
Kuigi HVOF on tüki kohta kallim (2000{3}}3000 RMB), on selle eluiga enam kui 3,5 korda pikem kui katmata vormidel ja valuvormi maksumus väheneb rohkem kui 40%, muutes selle pikemas perspektiivis kuluefektiivsemaks.
Kaaluge protsessi ühilduvust:
H13 terase karastamistemperatuur on ligikaudu 560 kraadi ja põhimiku pehmenemise vältimiseks tuleb PVD sadestamistemperatuuri reguleerida alla 500 kraadi.
