ALEV SPREY KAPLAMA ALEV SPREY KAPLAMA. Alev sprey kaplama. Kullanım Alanları ve Diğer Tekniklere Göre Avantajları ve Üstün Özellikleri

(1)

Y Ü Z E Y M Ü H E N D Đ S L Đ K

K A R B Ü R , S E R A M Đ K v e S E R T M E T A L K A P L A M A

Alev sprey kaplama, termal sprey (ısıl püskürtme) kaplama yöntemlerinden biridir.

Bu yöntemde yanıcı gaz (oksi-asetilen) oksijen ile yakılarak erittiği metal ya da seramik toz parçaları altlık parçanın üzerine kaplanır.

Bu ısı hem seramik ve metali eritmeye yeterken diğer taraftan parça yüzeyinde her hangi bir çarpılmaya yer aç- madığı için “soğuk” sistem olarak da bir taraftan bilin- mektedir. Alev sprey kaplama hem ekonomik hem de geniş alanda malzeme türü- ne uygulanan ve malzemeleri uygulayan bir yöntemdir.

Sadece paslanmaz çelik ya da diğer çelik türleri değil, tel halinde molibden kaplama, çinko kaplama, bakır kaplama ve bronz kaplama gibi kaplamaların yanı sıra, ser- met (metal kaplı seramik tozlar) kaplama, teknik sera- mikler (elektriksel izolasyon için saf alüminyum oksit,

sertlik ve yüksek korozyon direnci için krom oksit kaplamalar) de yine alev sprey kaplama ile kolaylıkla uygula- nabilecek malzemelerdir.Bu uygulamalarda mükemmel aşınma direnci ve yüksek yapışma kuvvetleri söz konu- su iken kaplama türüne göre de mükemmel darbe direnç- leri de elde edilebilmektedir.

Cihaz parkurumuzdaki alev sprey kaplama sistemi (MEC POWDERJET 86) seramik kaplama (aluminyum oksit ve krom oksit başta olmak üzere) ve bazı metalik özel tel alaşımlarımız için tel alev sprey kaplama sistemimiz (MEC SPRAYJET ® 87) . tel sprey püskürtme ile farklı alaşımlarda, yoğun, pürüzlü- lüğü az ve kaplama kalınlığı C i l t 2 , S a y ı 2

A L E V S P R E Y K A P L A M A

K a s ı m 2 0 1 3

İlgili konular

• Alev Sprey Kaplama esası

• Kullanılan tozlar ve özel- likleri

• Kullanım alanları, bekle- nen performas ve özellik- leri

B U S A Y I D A :

Alev Sprey Kaplama, Kullanım Alanları ve Diğer Tekniklere Göre Avantajları ve Üstün Özellikleri

2

A L E V S P R E Y K A P L A M A

uygulamalarımızda kullanıl- maktadıılmaktadır. Seramik tozlarda bu sistemle toz türü- ne bağlı olarak yüksek aşın- ma direnci sahip ve 72 HRc sertliğe kadar ürünler üretilir- ken, tel sprey püskürtme ile farklı alaşımlarda, yoğun, pürüzlülüğü az ve kaplama

kalınlığı yüksek kaplamalar elde edilmektedir. Şekil 1’de özet olarak alev sprey kaplama sistemi şematik olarak gösterilmektedir. Alev sprey kaplama, metal, seramik, kompozit ve hatta poli- mer altlıklara uygulanabilir- ken, kaplama kalınlığı ve

direnci temelinde “astar”

olarak tabir edilen asıl kaplama tabakasının altındaki kaplamanın altlık ve esas kaplama ile adhezyonu ve kaplama öncesi yüzey alanını arttırmak için yapılan pürüz- lendirme işlemi ve malzeme- nin pürüzlendirilebilme özelli- ği ile yakından ilgilidir.

Şekil 1. Alev sprey kaplama sistemi, yatay kesit alev silahı.

YÜZEY MÜHENDĐSLĐK

KARBÜR, SERAMĐK ve SERT METAL KAPLAMA

(2)

Alev sprey kaplamada, ta- bancanın nozülünün çapına göre farklı boyutlarda toz kullanılmakla beraber, tozun boyutu ile tabancanın perfor- mansı ve verimliliği ile bir ilgi de vardır. Tabancanın nozülü daraldıkta daha ince tane boyutlu tozlar kullanılırken, bu tozlar kaba olanlara göre daha kolay erimekte ve daha pürüzsüz bir kaplama ortaya çıkmaktadır. Tabancanın performansı da yine ince taneli tozlarda tıkanma daha az olduğundan daha yüksek- tir. Bununla beraber, ince tozlarda tozun atımı esnasın- da toz kaybı daha fazlayken, geniş nozül ve kaba tozlarda bu nispeten daha az gözük-

mektedir. Bir de firmaların ürün gamları içerisinde, alev sprey için kaplama tozlarının genelde boyutları kabayken ince olan tozlar ya dar aralık- ta alaşımlarda veya daha pahalı olarak satışta olmak- tadır.

Plazma sprey yöntemi ile kaplanacak hemen hemen bütün tozlar yine altlık üzeri- ne alev sprey yöntemi ile atılabileceği gibi, aradaki ısı ihtiyacı daha düşük sıcaklık- ta eriyen ama sertlik ve tokluk olarak muadil olabilecek farklı alaşımlardaki tozlarla çözülebilir. Örnek olarak ytrria ile stabilize edilmiş seramik tozları plazma sprey ile atılabilirken kalsiya ile

stabilize edilenler ise alev sprey kaplama yöntemi için uygundur diyebiliriz.

Alev sprey yönteminde alü- minyum oksit kaplama türle- ri, krom oksit kaplama türleri uygun altlık ile beraber seramik kaplama için uygunken, tel alev sprey yöntemi ile metalik alaşımlandırılmış teller yüksek kalınlık ve pü- rüzlülükte atılabilmektedir.

Başta yine çelik türleri, bronz, bakır, çinko (düşük sıcaklık olduğu içinözel kaplama teçhizatı gereklidir), molibden, monel (özelllikle deniz suyu ve sülfürik asit korozyonuna karşı uygulanan nikel-bakır alaşımı), beyaz metal de yine tel sprey kaplama ile uygulanmaktadır.

Alev spreyde ve tel alev spreyde firmamız dünyanın önde gelen tel ve toz üretici- leri ile çalışmaktadır. Tablo 1.’de kullandığımız seramik tozlarını ve Tablo 2’de kullan- dığımız tellerin listesini bula- bilirsiniz.

Alev sprey ve tel sprey kaplama ile;

• Rulman yatakları

• Mil muyluları S a y f a 2

A L E V S P R E Y K A P L A M A

lırken ark spreyde 1,6 mm’lik iki tele ihtiyaç vardır. Bu şekilde denilebilir ki, ergime sıcaklığı oksi-asetilen alevin sıcaklığı altın- daki bütün metaller bu yolla kaplanabilirken ve tel bulmak tel alev sprey için nispeten daha kolayken ark sprey de biraz daha zordur.

Yandaki Şekil 2’de tel sprey cihazının şematik çalışma prensibi görülmektedir.

Ark sprey ile tel alev sprey karşılaştırıldığında, en önem- li fark, tel alev spreyde me- tallerin alaşımlandırılmasının yapılamamasıdır. Çünkü ark spreyde seçilen 2 farklı tel ile alaşımlandırılma mümkün- ken tel alev spreyde tel bes- lemesi bir tanedir. Diğer önemli fark yaklaşık 3,2 mm teller tel alev spreyde kullanı-

“Alev sprey yöntemi ile;

• Rulman yatakları

• Mil muyluları

• K o m p r e s ö r pistonları

• Kam milleri

• Burç ve kovanlar

• Hidrolik silindir pistonları

• Cam sanayi; cam kalıpları, mastörler

• P e t r o k i m y a sanayinde; piston r o d l a r ı , m i l koruyucu burçlar

• T e l ç e k m e sanayi,tel çekme makaraları

• Demir-çelik sanayi, haddeler, kılavuz ruloları

• T u ğ l a s a n a y i , s ı k ı ş t ı r m a v e taşıma helezonları Kaplanabilmektedir.

C i l t 2 , S a y ı 2

Şekil 2. Tel alev sprey tabancasının kesitinin görünümü.

• Kompresör pistonları

• Kam milleri

• Burç ve kovanlar

• Hidrolik silindir pis- tonları

• Cam sanayi; cam kalıpları, mastörler

• Petrokimya sanayinde; piston rodları, mil koruyucu burçlar

• Tel çekme sanayi,tel çekme makaraları

• Demir-çelik sanayi, haddeler, kılavuz ruloları

• Tuğla sanayi, sıkıştırma ve taşıma helezonları

• Rulman yerleri

• Hidrolik piston milleri

• Her türlü yatak, şaft ve millerin aşınan yüzeyleri

• Otomotiv sanayinde; piston segmanları, senkro- meçler, krank milleri, debriyaj baskı balataları

(3)

A L E V S P R E Y K A P L A M A S a y f a 3

A L E V S P R E Y K A P L A M A

“Tel sprey yöntemi ile,

•

Rulman yerleri

•

Hidrolik piston milleri

•

Her türlü yatak, şaft ve millerin aşınan yüzeyleri

•

O t o m o t i v sanayinde; piston s e g m a n l a r ı , s e n k r o m e ç l e r , krank milleri, debriyaj baskı balataları

Kaplanabilmektedir.

Tablo 1. Alev sprey yöntemi ile kaplanan seramik tozları (seramik kaplama türleri) özellik- leri ve bileşimleri.

Seramik Kapla- Seramik Kapla- Seramik Kapla- Seramik Kapla-

ma Türü ma Türü ma Türü ma Türü

Seramik Kapla- Seramik Kapla- Seramik Kapla- Seramik Kapla- ma Bileşimi ma Bileşimima Bileşimi ma Bileşimi

Özellikleri Özellikleri Özellikleri Özellikleri

Saf Krom Oksit Kaplama

Cr2O3 (Ergitilmiş ve

kırılmış)

% 97

• Yorulma direnci ile alakalı uygulamalar dışın-da yüksek aşınma direnci

• Yüzey parlatma işleminden sonra düşük pürüzlülük (Ra<0,1)

• Bütün pH değerlerinde korozyon direnci

• Elektrik iletkenliği; 10⁷ Wc

• 1500 HV (~75 HRC) mikrosertlikte kaplama

• ⁵⁰⁰^oC’ye kadar çalışabilme

• Aşınma halkalarının kaplanmasında ayrıca yüksek korozyon direnci nedeniyle asit banyoları ve tankla- rı için de uygun bir yöntemdir.

Yüksek Saflıkta Krom Oksit Kaplama

Cr2O3

(Ergitilmiş ve kırılmış)

% 99.6

• Yüzey parlatma işleminden sonra düşük pürüzlülük (Ra<0,1)

• Elektrik iletkenliği; 10⁷ Wc

• Baskı makinalarındaki aniloks merdaneler, pompa sızdırmazlık bölgeleri, aşınmahalkalarının kaplan- masında ayrıca yüksek korozyon direnci nedeniyle asit banyoları ve tankları için de uygun bir yöntem- dir.

Krom oksit kaplama (Genel kullanım)

Cr2O3/TiO2

60/40 veya 75/25 (Ergitilmiş ve

kırılmış) TiO2 % 40 geriye

kalan Cr2O3

• Yüzey parlatma işleminden sonra düşük pürüzlülük

• Saf krom oksite göre daha yüksek tokluk ve sünek- lik

Krom oksit kaplama (Genel Kullanım-özel

alaşım)

SiO2 % 5, TiO2 % 3 geriye kalan

Cr2O3

• Saf krom oksite göre daha darbe direnci

• 900-1200 HV (~67-72HRC) mikrosertlikte kaplama

(4)

Aydıntepe Mah. Dinçel Sok. No:1 Đçmeler Tuzla/ĐSTANBUL Đş Adresi:

Telefon: 0 (216) 491 74 44 Faks: 0216) 446 41 07 Gsm:0 (532) 333 14 24 E-posta:

info@yuzeymuhendislik.com, yuzeymuhendislik@gmail.com

YÜZEY MÜHENDĐSLĐK KARBÜR, SERAMĐK ve SERT

METAL KAPLAMA

Saf Alumina Kap-

lama A2O3

% 99

• Yorulma yüklemelerinin olduğu alanlar dışın- da yüksek aşınma direnci

• Yüksek sıcaklıklarda mükemmel dielektrik dayanımı

• Kaplama sertlikleri 72 HRc’ye kadar

• ¹⁵⁰⁰^oC’ye kadarki uygulamalar için ideal

• Elektrik direnci 10¹⁵ Wc

• Bazlar dışında yüksek kimyasal dayanım

Alumina kaplama Al2O3-TiO2

97/3

• Saf alüminaya göre daha fazla tokluk

• ¹¹⁰⁰^oC’ye kadarki uygulamalar için ideal

• Saf alüminaya göre düşük yüzey pürüzlülüğü

Alumina kaplama

Al2O3-TiO2

87/13

• Kaplama sertlikleri 56-60HRc’ye kadar

• ⁵⁵⁰^oC’ye kadarki uygulamalar için ideal

• 97-3 Aluminaya göre daha düşük pürüzlülük (Ra=0,2 mikron’a kadar yüzey elde edilebilir) ve daha yüksek tokluk

Alumina kaplama

Al2O3-TiO2

60/40

• Kaplama sertlikleri 56-60HRc’ye kadar

• ⁵⁵⁰^oC’ye kadarki uygulamalar için ideal

• 87-13 Aluminaya göre daha düşük pürüzlülük

• Bazlar dışında yüksek kimyasal dayanım Zirkonya Kaplama Zirkonya-

Magnezya (80/20)

• Düşük ısıl iletkenlik

• Yüksek termal şok direnci

• ⁹⁰⁰^oC’ye kadarki uygulamalar için ideal

• Temizlik kontrolü için ideal

Zirkonya Kaplama Zirkonya-Kalsiya (95/05)

• Düşük ısıl iletkenlik

• Yüksek termal şok direnci

• ⁹⁰⁰^oC’ye kadarki uygulamalar için ideal

• Temizlik kontrolü için ideal Tablo 1. devamı.

(5)

METAL KAPLAMA

Molibden kaplama

% 99 saflıkta molibden 3.2 mm ça-

pında tel

• Sertliği 60-66 HRc’dir.

• Aşınmaya dirençli ve kendinden yağlayıcı yüzey kaplamaların üretimi için mükemmeldir.

• Yüzey pürüzlülüğü telin türüne ve kalınlığına bağlı olarak değişir.

• Bakır, %20′den fazla bakır alaşımla- rı, kromlu ve nitrasyonlu parçaların üzerine uygulanamaz. uygulanamaz. uygulanamaz. Bununla bir-uygulanamaz.

likte, iyileştirilmiş sızdırmazlık özel- likleri için sertleştirilmiş parçaların üzerinde uygulanabilir. uygulanabilir. uygulanabilir. uygulanabilir.

• Molibden telin 2.600°C ergime sıcaklığı vardır ve 700 °C’de oksit- lenmeye başlar. Normal kullanım sıcaklığı 300 ^oC olmakla beraber – çok uzun müddet kaplama dayanır- en fazla 900 ^oC’ye kadar kullanılabi- lir.

Bakır Kaplama % 99,9 ve dışarı- dan temin ile % 99,99’luk teller

• Elektriksel iletkenliğin çok önemli olduğu uygulamalarda

• EMI-RFI kalkanlamanın önemli oldu- ğu durumlarda,

• Demir dışı bileşenlerin restorasyonu

• Isıl ayarlamanın gerekli olduğu uygulamalarda

• Kağıt ve matbaa endüstrisinde kul- lanılan korozif mürekkeplere karşı- Paper and printing industry to resist corrosive inks

• Elektri kontaktlar ve topraklanmış konektörler

• Kendinden yağlayıcı yataklar

• Alternatör fırçaları gibi sürtünme bileşenleri

Bronz Kaplama

Aluminyum Bronz (Cu-10 Al gibi) Fosforlu bronz

• Bronz kaplamalarda önerilen kaplama kalınlıkları 100 ile 300 mikron- dur. Bu müşterinin isteği doğrultu- sunda 3000 mikrona kadar arttırıla- bilir.

• Uygulama sıcaklığı 250 ^oC’ye kadar, sertlik 65 HB’ye kadar çıkabilmek- tedir.

• Hirolik pres zıvana veya manşonları, piston kılavuzları , pompalar, su türbin nozülleri, kompresör hava sızdırmazlık elemanları, uzatma bağlantıları, kaydırıcı çatallar, yatak- lama elemanları başlıca kullanım alanlarıdır.

Tablo 2. Tel alev sprey yönteminde kullandığımız başlıca tel türleri.

(6)

METAL KAPLAMA

Monel Kaplama

Ni30Cu (%30 Cu kalan

Ni)

• Nikel ilavesi ile arttırılmış su, den,iz suyu ve sülfürik asit çözeltilerinde mükemmel korozyon direnci (Nötral ve alkali tuz banyoları bile)

• 600 °C’ye kadar özellikle sülfürik asit içeren, kimyasal kurutucu, kristallendirici ve buharlaştırıcılar;

• Buhar valfleri, pompalar, sızdırmazlık ringleri, dalma pistonları gibi parçaları korozyon dirençleri için;

• Petrokimya endüstrisinde karşılaşılan ve tuz banyoların- da yaşanan korozoyonlara karşı;

• Galvanik banyolarda elde edilenden daha yüksek yüzey sertliğinin çok daha iyi korozyon direnci ile beraber isten- diği durumlar.

• Yüksek yüzey parlaklığı

Çinko Kaplama

Saf çinko (%99.9 +) Çinko-alüminyum

(%15 Al)

• Hem çinko ve hem çinko-alüminyum kaplamalar hem atmosferik hem de deniz suyu ortamlarında korozyon direnci için mükemmel malzeme seçimleridir.

• Bu kaplamalar kullanılarak yapılan onlarca yıllık saha çalışmaları, sıcak galvaniz banyolarındaki daldırmalı kaplamalara göre çok daha efektif ve daha kalıcı olduk- larını göstermiştir.

• Çinko-alüminyum kaplama,yüzeyde çukurlar veya kirlilik olduğunda veya nem kaldığında, çizilmenin kaplamada boşluklar açıldığı ve altlığın ortaya çıktığı yerlerde daha doğru olacaktır.

• EMI ve RF kalkanlaması için elektronik endüstrisinde ve kapasitörlerde iletken kaplamaya ihtiyaç duyulduğunda uygulanmaktadır.

• Köprüler, yollardaki bariyerler, direkler ve havuzlar, açık deniz ve denizcilik yapıları gibi büyük çaplı çelik veya demir yapılardaki atmosferik ve suyun içindeki korozyo- na karşı korumalarda

• Tanklar ve gaz tüpleri veya kapları gibi atmosferik korozyon koruması için

• Plastik bileşenlerin EMI ve RF kalkanlamasında (Sadece elektrik ark sprey uygulaması ile)

• Kapasitör uç kapaklarının ve yalıtkanlardaki iletken böl- geler gibi bileşenlerin elektrik iletkenliğinde

B e y a z M e t a l ( B a b b i t ) Kaplama

Kalay Kalay-Antimon (%7,5 Antimon ve % 3 Cu)

• Kalay-antimon özellikle kritik uygulamalarda, en yüksek kalite yüksek hız ve ağırlık altında çalışan mil yatakları- nın yüzeyleri için uygundır. Kaplama sünek, oksit oranı az ve parlak metalik görünüm sunmaktadır.

• cam astarlı tankların onarımı ve yiyecek işlenme- si/saklanması için kullanılan konteynerlerin korunumu için uygundur. Metco Tin çok yoğun ve 0,25-0,65 mm kalınlığında çeşitli çözücülere karşı korozyon dayanımı sağlayan bir kaplama oluşturur. Metal ve alaşımların elektrokimyasal sıralamasında çelikten daha asil davra- nır. Biz özellikle Metco Tin tel kaplamayı yüksek ergime- ye sahip kaplama malzemelerin –Monel (Nikel-Bakır alaşımı), nikel, bronz ve paslanmaz çelik gibi- altına astar olarak atmaktayız.

Tablo 2. Tel alev sprey yönteminde kullandığımız başlıca tel türleri.