Kiedy natryskiwanie cieplne jest lepszym wyborem niż napawanie?

Natryskiwanie cieplne oraz napawanie to dwa procesy, które umożliwiają nakładanie ochronnych powłok na detale w celu ochrony przed zużyciem i korozją, często z wykorzystaniem podobnych lub identycznych materiałów. Wybór odpowiedniej technologii zależy głównie od warunków eksploatacji i mechanizmów zużycia konkretnego detalu.

Powłoki natryskiwane cieplnie cechuje zazwyczaj mniejsza grubość, rzadko kiedy przekracza ona 2 mm dla powłok metalicznych oraz 0,5 mm dla powłok węglikowych. Jest to podyktowane wzrostem naprężeń w powłoce, co może powodować pękanie oraz ekonomią - ponieważ uzysk materiału z każdą kolejną warstwą maleje. Natryskiwanie cieplne znajduje więc zastosowanie w elementach, gdzie zużycie o głębkości mniejszej niż grubość powłoki powoduje konieczność regeneracji danej powierzchni (elementy wirujące np. czopy, oprawy łożyskowe, uszczelnienia techniczne np. kule i pierścienie zaworowe)

Jeżeli chodzi o bezpośrednią trwałość powłok o takich samych grubościach - powłoki natryskiwane cieplnie cechuje znacznie wyższa trwałość niż napoin - przy zastosowaniu tych samych materiałów. Nasze badania laboratoryjne wskazują nawet na 10-krotną różnicę. Jest to podyktowane zupełnie innymi warunkami nagrzewania, krystalizacji 

i chłodzenia materiału powłokowego oraz braku mieszania się materiału podłoża i powłoki. Podczas natryskiwania naddźwiękowego jedynie uplastyczniamy materiał powłokowy (bez przejścia w stan ciekły). Dzięki bardzo dużej energii kinetycznej cząstek - podłoże 

i powłoka są odkształcane i umacniane poprzez zgniot. W powłoce wprowadzane są naprężenia ściskające zamykające wszelkie pory i nieciągłości. W procesach natryskiwania łukowego i płomieniowego - roztopione cząstki materiału powłokowego w postaci drobnych kropel osiadają na podłożu, błyskawicznie oddając ciepło i krystalizując - tworzą powłokę. W przypadku niektórych materiałów powłokowych możliwe są do uzyskania struktury amorficzne o bardzo wysokiej twardości. Podczas napawania struktura napoiny jest gruboziarnista, zawiera składniki chemiczne materiału podłoża. W przypadku materiałów z węglikami wolframu - często ulegają one nadtopieniu lub stopieniu w łuku elektrycznym lub plazmowym, szczególnie gdy operator urządzeń niepoprawnie dobrał parametry procesowe.

Kolejną zaletą natryskiwania względem napawania jest praktycznie brak wprowadzania naprężeń cieplnych w materiał podłoża (z wyjątkiem metod z przetopem). Podczas procesu natrysku zwyczajowo nie nagrzewamy podłoża do temperatury wyższej niż 150 stopni Celsjusza. Pozwala to nakładać warstwy na powierzchnię, które stanowią część złożonego elementu, a wobec którego istnieje ryzyko pokrzywienia i utraty tolerancji wymiarowych podczas napawania. Posiadamy dopuszczenia umożliwiające nam nakładanie powłok natryskiwanych cieplnie na elementy ciśnieniowe - nie zmieniamy i nie wpływamy na strukturę materiału podłoża. 

Ograniczenia odnośnie rodzaju materiału podstawowego są również mniej restrykcyjne, niż w przypadku procesów spawalniczych. Ze względu na połączenie adhezyjne, a nie metalurgiczne czy dyfuzyjne - skład chemiczny podłoża jest pomijalny. Liczy się stan przygotowania powierzchni i twardość. Podłoże musi być oczyszczone do stopnia Sa3, pozbawione wszelkich zanieczyszczeń, olejów, schropowacone. Nie może topić się w temperaturze niższej niż temperatura procesu. Natryskiwać można na stale dowolnego gatunku, staliwa, żeliwa, miedź, aluminium, mosiądz i inne metale kolorowe. Pewnym ograniczeniem jest twardość podłoża - im jest ona wyższa - tym niższa przyczepność powłoki do podłoża. Oczywiście w ramach świadczonych usług - odpowiednie przygotowanie podłoża jest po naszej stronie.

Powłoki natryskiwane są możliwe do szlifowania, choć szczególnie w przypadku powłok bardzo twardych - jest to trudne zagadnienie. Nie występuje charakterystyczna dla procesów napawania falistość wynikająca z układania kolejnych ściegów, powłoka ma charakter ciągły. Przy użyciu specjalistycznych dysz, możliwe jest nadanie warstwie efektu papieru ściernego o dobrych właściwościach chwytowych.

Dobór odpowiedniej technologii nakładania powłok jest więc zagadnieniem wielowątkowym, często trudnym do określenia dla osób, które nie zajmują się powłokami na codzień. Serdecznie zapraszamy do kontaktu. Chętnie doradzimy i wdrożymy u Państwa skuteczne strategie nakładania powłok prewencyjnych i regeneracyjnych.