اگر یک پیستون پمپ ظرف چند هفته سطح خود را از دست بدهد، یا یک غلتک راهنما شروع به نمره دادن به ورقی که حمل می کند، کند، خرابی معمولاً به یک ماده سطحی اشاره دارد که نمی تواند شرایط عملیاتی را تحمل کند. یک پوشش سرامیکی اغلب می تواند این مشکل را حل کند، اما همه سرامیک ها یکسان رفتار نمی کنند. پودر اکسید تیتانیوم آلومینا یکی از معدود مواد اولیه سرامیکی است که سختی یک اکسید را با چقرمگی کافی برای زنده ماندن در چرخه حرارتی، ضربه مکانیکی و حمله شیمیایی بدون ترک خوردن ترکیب می کند. زمانی که آلومینا خالص بیش از حد شکننده است، اکسید کروم بسیار خطرناک است و آلیاژهای فلزی دیگر مقاومت نمی کنند، این ماده ای است که به آن دست پیدا می کنید.
نکته عملی قبل از پرداختن به جزئیات: عملکرد یک پوشش اکسید تیتانیوم آلومینا بر اساس محتوای TiO2، توزیع اندازه ذرات و شهرت تولید کننده پودر تعیین می شود. این سه مورد را درست انجام دهید و پوششی به دست می آورید که در برابر سایش مقاوم است، به سطح فلزی آماده می چسبد و دمایی را کنترل می کند که اکثر آلیاژها را نرم می کند.
پودر اکسید تیتانیوم آلومینا چیست و چگونه ساخته می شود
پودر اکسید تیتانیوم آلومینا یک پودر سرامیکی کامپوزیت است که آلفا آلومینا (Al2O3) فاز غالب را تشکیل می دهد و دی اکسید تیتانیوم (TiO2) به عنوان یک عامل سفت کننده عمل می کند. این دو اکسید در دماهای بالا ذوب می شوند، آگلومره می شوند یا مخلوط می شوند تا ماده اولیه ای را تشکیل دهند که از طریق فرآیند اسپری حرارتی روی یک بستر اسپری می شود. یک گرید معمول تولید شده Al2O3 با 13 وزن است. درصد TiO2، اما فرمولاسیون با 3، 20 و 40 درصد TiO2 نیز برای نیازهای خاص تولید می شود.
مسیر تولید مشخص می کند که پودر در حین پاشش چگونه رفتار می کند. پودرهای ذوب شده و خرد شده ذرات زاویه ای تولید می کنند که متراکم تر می شوند، در حالی که پودرهای آگلومره و متخلخل جریان پذیری بهتری دارند. گرانول های خشک شده با اسپری شکل کروی می دهند که به طور مداوم از طریق یک تغذیه کننده پودر تغذیه می شود، که در هنگام استفاده از مشعل پلاسما یا HVOF اهمیت دارد. توزیع اندازه ذرات با پراش لیزری کنترل می شود و اغلب به صورت مقادیر D10، D50 و D90 بیان می شود. یک کسر معمولی درجه پلاسما ممکن است بین 15 تا 45 میکرومتر باشد، با D50 نزدیک به 25 میکرومتر.
رابطه بین TiO2 و عملکرد پوشش ارزش توضیح واضح دارد. دی اکسید تیتانیوم نقطه ذوب آلومینا را کاهش می دهد، که به ذوب شدن ذرات در جت پلاسما و اتصال به بستر کمک می کند. همچنین با ایجاد ریزساختار ریزدانه و کاهش انتشار ترک، چقرمگی را بهبود می بخشد. به همین دلیل است که درجه سرامیکی اغلب برای حلقه های سایش، رول های آسیاب کاغذ، رول های بافت دار و میله های سیلندر هیدرولیک مشخص می شود.
پودر اکسید تیتانیوم آلومینا با اندازه ذرات قابل تنظیم پودر اکسید تیتانیوم آلومینا 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. مشاهده محصول → هنگامی که با شرکتی کار می کنید که سهام پودر خود را تولید می کند، همچنین می توانید پودرهایی با ترکیب فاز خاص یا پنجره ذرات باریک تر را بدون تغییر فرمول شیمیایی درخواست کنید. این امر به ویژه زمانی مفید است که پوشش باید باند سختی، حد تخلخل، یا الزامات استحکام باند در مشخصات مشتری را برآورده کند.
چرا در بسیاری از پوشش ها از آلومینا خالص بهتر عمل می کند؟
آلومینا خالص بسیار سخت است، اما سفتی آن باعث میشود که تحت بار در معرض ریزترک باشد زیرا پوشش نمیتواند فشار را تحمل کند. افزودن های کوچک TiO2 این رفتار را تغییر می دهد. مبادله بین سختی و چقرمگی تصمیم اصلی در هنگام انتخاب پودر اکسید سرامیک است و جدول زیر یک نمای کلی از فرمولاسیون رایج ارائه می دهد.
| فرمولاسیون پودری | سختی معمولی (HV 300) | استحکام باند (MPa) | تخلخل معمولی (%) | محدودیت اولیه |
|---|---|---|---|---|
| Al2O3 (خالص) | 1000 - 1100 | 20 - 40 | 2 - 5 | شکننده در اثر ضربه و چرخه حرارتی |
| Al2O3 3% TiO2 | 950 - 1050 | 25 - 45 | 1 - 4 | چقرمگی کمتر نسبت به گریدهای TiO2 بالاتر |
| Al2O3 13% TiO2 | 850 - 1000 | 30 - 50 | 0.5 - 3 | مقاومت محدود در برابر محلول های قلیایی قوی |
| Al2O3 40% TiO2 | 650 - 850 | 40 - 60 | 1 - 4 | سختی کمتر؛ عمدتا برای سطوح ضد گال و آزادسازی آسان استفاده می شود |
| Cr2O3 | 900 - 1050 | 25 - 45 | 1 - 3 | محدودیت های بهداشتی و زیست محیطی در حمل و نقل |
همانطور که جدول نشان می دهد، اضافه کردن 13 درصد TiO2 تعادلی ایجاد می کند که آن را به انتخاب پیش فرض در بسیاری از صنایع تبدیل کرده است. سختی کافی برای مقاومت در برابر سایش را حفظ می کند و در عین حال استحکام باندی را ایجاد می کند که می تواند بیش از 50 مگاپاسکال با یک بستر مناسب زبر شده باشد. این پوشش همچنین با سرعت بالا بدون خرابی اجرا می شود، که یکی از دلایل استفاده از آن در سطوح رول چاپی است که باید با زبری بسیار کم تکمیل شوند.
تصویر هزینه نیز از این درجه پشتیبانی می کند. پودر اکسید تیتانیوم آلومینا در بیشتر حجمها از مواد اولیه کاربید تنگستن ارزانتر است و به همان گاز بیاثر مانند اکسید کروم خالص نیاز ندارد، در حالی که پس از سنگزنی و پرداخت الماس، ظاهری عالی دارد.
جایی که از پوشش های اکسید تیتانیوم آلومینا در عمل استفاده می شود
پودر اکسید تیتانیوم آلومینا را خواهید دید که در دو دسته کلی کار مشخص شده است: تولید قطعات جدید و ساخت مجدد یا تعمیر قطعات فرسوده. هر دو اساساً بر فرآیند پوشش یکسانی متکی هستند، اما هندسه قطعه، سرعت سطح و محیط تعیین می کند که چه درجه ای انتخاب شود.
مهندسی سطح قطعات حساس به سایش
سیلندرهای هیدرولیک، پیستونهای پمپ، شفتها و آستینها به طور معمول با پودر آلومینا TiO2 پوشانده میشوند تا ابعاد را بازیابی کنند و سطحی سخت و کم اصطکاک اضافه کنند. در یک کارخانه نساجی، غلتک های راهنما که با سرعت خط بالا کار می کنند نباید علائم را به مواد منتقل کنند. پوشش 13 درصدی TiO2 که توسط پوشش سرامیکی پلاسما اعمال می شود، روشی موثر برای دستیابی به مقاومت در برابر خراش و سطح آزادسازی بدون هزینه بالای پوشش کاربید است.
پوشش سرامیک پلاسما برای سطوح بادوام مقاوم در برابر سایش پوشش سرامیک پلاسما از یک مشعل با دمای بالا برای ذوب و رسوب پودر سرامیک استفاده می کند و ابعاد را بازیابی می کند و یک لایه سخت اضافه می کند. برای سیلندرهای هیدرولیک، پیستون ها و غلتک های راهنمای نساجی موثر است. مشاهده محصول → اسپری پلاسما فرآیندی است که اغلب با این پودر جفت می شود. مشعل پلاسما دمایی بسیار بالاتر از 10000 درجه سانتیگراد تولید می کند، بنابراین مواد اولیه سرامیکی را می توان در عرض میلی ثانیه ذوب کرد و به قسمت آماده شده شتاب داد. پوشش در پاسهای نازک ایجاد میشود و هر عبور از نظر ضخامت و سختی قبل از ارسال قطعه برای سنگزنی نهایی بررسی میشود.
اجزای سفارشی ساخته شده در اطراف سطح سرامیکی
برای قطعاتی که هم سایش و هم خوردگی را تجربه میکنند، یک جزء پوششداده شده با سرامیک میتواند تا حد زیادی از یک قطعه آلیاژی بدون پوشش دوام بیاورد. برای مثال، شفت سرامیکی سفارشی ساخته شده با سیستم سطح اکسید آلومینیوم، می تواند جایگزین مقرون به صرفه ای برای شفت سرامیکی جامد باشد. هسته آن فلزی است، در حالی که سطح کار دارای یک لایه سرامیکی است که در برابر مکانیسم سایش که چرخه جایگزینی را هدایت می کند، مقاومت می کند.
شفت سرامیکی سفارشی با پوشش اکسید آلومینیوم این شفت دارای یک هسته فلزی و یک سطح کار سرامیکی است که در برابر سایش و خوردگی مقاومت می کند و جایگزینی مقرون به صرفه برای سرامیک جامد است. همچنین برای کاربردهای با دمای بالا و ضد چسبندگی مناسب است. مشاهده محصول → سطوح با دمای بالا و پاکسازی آزاد
پایداری حرارتی پودر اکسید تیتانیوم آلومینا آن را در سطوحی که دمای سرویس بالا می بینند یا باید از چسبیدن آنها اجتناب شود مفید می کند. در پردازش لاستیک، قالب ها و اجزای اکسترودر از رفتار آزادسازی سطح غنی از TiO2 بهره می برند. در اجزای توربین گاز که در یک محیط خورنده داغ کار می کنند، پودر گهگاه به عنوان پوشش پایه در زیر یک لایه مانع حرارتی بالا استفاده می شود. نکته مهم برای خریدار قطعات این است که پوشش باید با دمای دقیق سرویس مطابقت داشته باشد، زیرا محتوای TiO2 ضریب انبساط و حداکثر دمای مداوم را کمی تغییر می دهد.
اگر در بازار پودر اکسید تیتانیوم آلومینا هستید، ترکیب این مقاله با راهنمای ما در مورد کاربردهای اولیه در فرآیندهای صنعتی به طوری که انتخاب پوشش بتواند با شرایط کاری شما هماهنگ باشد.
نحوه انتخاب نمره مناسب: یک رویکرد عملی
از شما انتظار نمی رود که یک دانشمند سرامیک برای انتخاب پودر باشید. فرآیند عملی زیر مراحل ضروری را پوشش میدهد و هم برای ارتقاء یک پوشش موجود و هم برای مهندسی یک قطعه جدید مناسب است.
- مکانیسم سایش غالب را تعریف کنید. سایش ساینده به نفع یک پوشش سخت تر است، در حالی که ضربه شدید یا شوک حرارتی به نفع پوشش سخت تر است. اگر مطمئن نیستید، با 13 درصد TiO2 شروع کنید و یک مقایسه کنترل شده انجام دهید.
- دمای سرویس و محیط شیمیایی را بررسی کنید. بررسی کنید که آیا سطح قلیایی یا اسیدی خواهد بود و آیا حداکثر دما زیر محدوده سرویس مداوم توصیه شده باقی می ماند یا خیر.
- در مورد روش تهیه تصمیم بگیرید. بلستینگ گریت برای اسپری حرارتی استاندارد است، اما زمانی که دقت ابعاد مهم است، میتوان پوششهای سرامیکی را روی یک سطح شیاردار یا زیر برش ماشینکاری شده قرار داد.
- توزیع اندازه ذرات و مورفولوژی را مشخص کنید. مقادیر D10، D50 و D90 را از تامین کننده بخواهید و اگر از سیستم تغذیه پرفشار استفاده می کنید، اندازه گیری دبی را درخواست کنید.
- در مورد آزمون قبولی موافقت کنید. استحکام باند، ریزسختی، تخلخل و تحمل ضخامت باید قبل از شروع تولید به صورت مکتوب تعریف شود. اگر غلتک های روکش دار یا پیستون های حجمی خریداری می کنید، این امر به ویژه مهم است.
قبل از خرید چه چیزی را بررسی کنید
همین نام پودر می تواند منجر به نتایج بسیار متفاوتی از پوشش شود. ابتدا خلوص و نسبت Al2O3 به TiO2 را تأیید کنید. دوم، بررسی کنید که آیا پودر در محدوده ثابتی غربال شده است، زیرا ذرات ریز و درشت در هنگام پرواز رفتار متفاوتی دارند. سوم، درخواست نمونه پوشش روی یک قطعه پروفیل کنید. یک تامین کننده ذیصلاح معمولاً کوپن های آزمایشی را با همان ضخامت پوششی که برای قسمت شما پیشنهاد می شود ارائه می دهد. چهارم، در مورد تجهیزات بازرسی و اندازه گیری مورد استفاده در تولید بپرسید. اگر شرکت نتواند فرآیند کیفیت قابل اندازه گیری را نشان دهد، نمی توانید به مقادیر گزارش شده برای سختی یا استحکام باند اعتماد کنید.
برای نگاهی عمیق تر به رفتار مواد، می توانید مقاله ما را در مورد آن بخوانید خواص و مزایای پودر اکسید تیتانیوم آلومینا .
کار با یک تامین کننده پودر که پوشش را نیز اعمال می کند
یک مزیت مشخص در سفارش پودر اکسید تیتانیوم آلومینا از شرکتی که فرآیندهای پوشش دهی خود را انجام می دهد وجود دارد. حلقه بازخورد بین نتایج تولید پودر و پوشش بسیار کوتاهتر است و تنظیمات مربوط به ترکیب یا اندازه ذرات را می توان به سرعت آزمایش کرد. تامینکنندهای با قابلیت پوشش سرامیکی پلاسما میتواند به جای تحویل کیسه پودر و دادههای فنی عمومی، کار توسعه را روی قطعه واقعی شما انجام دهد.
شرکت تولیدی افزودنی کریستال جیانگ سو، پودرهای سرامیکی را در داخل تولید می کند و آنها را از طریق پوشش سرامیک پلاسما، روکش پلاسما، پاشش مافوق صوت، روکش لیزری و سایر فرآیندهای اسپری حرارتی اعمال می کند. این ساختار یک مرحله ای زمانی اهمیت می یابد که کار شامل یک غلتک، شفت یا آستین خاص باشد که باید هم ابعاد و هم ویژگی سطح را داشته باشد. این شرکت همچنین غلتک ها و اجزای پیچ سفارشی را تولید می کند که در اطراف یک لایه سرامیکی یا آلیاژی مقاوم در برابر سایش ساخته شده اند. این دقیقاً همان تامین کننده ای است که می تواند زمانی مفید باشد که یک استاندارد خارج از قفسه برای دستگاه شما وجود نداشته باشد.
انتخاب مواد تنها یک بخش از معادله است. کیفیت پودر و نظم و انضباط فرآیند پوشش تعیین می کند که آیا پیستون پمپ مهر و موم شده شما شش ماه دوام می آورد یا سه سال. به همین دلیل است که توصیه به خریداران ساده است: در مورد درجه پودر و خدمات پوشش با هم صحبت کنید و قبل از افزایش تولید بر روی شواهد قابل اندازه گیری از یک قطعه اثبات اصرار کنید.
پودر اکسید تیتانیوم آلومینا نباید انتخاب پیچیده ای باشد. با شرایط عملیاتی شروع کنید، محتوای TiO2 اثبات شده را انتخاب کنید، و از تامین کننده خود بخواهید که پوشش را روی قطعه خود ثابت کند. نتیجه یک سطح بادوام خواهد بود که در شرایطی که در ابتدا باعث خرابی شده بود، زنده می ماند.
