Inżynieria powierzchni: wytwarzanie powłok.

06:43 Artur Mydlarz 0 Comments


„Powłoka jest to warstwa materiału wytworzona w sposób naturalny lub sztuczny albo nałożona sztucznie na powierzchnię przedmiotu wykonanego z innego materiału, w celu uzyskania określonych właściwości technicznych lub dekoracyjnych”[10]




Powłoki mogą być jednowarstwowe, wielowarstwowe, jednoskładnikowe, wieloskładnikowe.

Znany jest szereg sposobów otrzymania powłok. Najważniejsze z nich to:

- powłoki galwaniczne,

- powłoki zanurzeniowe,

- powłoki natryskowe,

- powłoki platerowe,

- powłoki krystalizacyjne,

- powłoki natryskowe.

Podział powłok ze względu na przeznaczenie:

1. Powłoki ochronne (antykorozyjne)

- ochrony czasowej – służą do zabezpieczenia , głównie metali, przed korozją podczas transportu lub magazynowania przez określony czas,

- ochrony trwałej – zabezpieczenie powierzchni w trakcie eksploatacji.

2. Powłoki dekoracyjne:

- służą do nadawania estetycznego wyglądu, barwy, połysku, odporności na pokrywanie się nalotem. Powłoki dekoracyjne są również w wielu przypadkach dobrymi powłokami ochronnymi.

3. Powłoki techniczne:

- poprawiające własności tribologiczne,

- poprawiające własności elektryczne,

- poprawiające zdolność lutowania,

- zabezpieczające przed dyfuzją,

- powłoki regeneracyjne,

- powłoki katalityczne,

- powłoki optyczne.


Problematyka nakładania powłok


Jednym z największym problemów w aspekcie wytwarzania powłok jest otrzymanie trwałych połączeń, między materiałami o różnych własnościach. Jest to ważne zagadnienie w celu minimalizacji kosztów. Nakładanie powłok umożliwia osiągnięcie wysokich własności elementu na jego powierzchni. W ten sposób możliwe jest wykonanie rdzenia z tańszego materiału i nałożenie powłoki, która będzie spełniać wymagania technologiczne. Nie jest konieczne wykonywanie całego elementu z drogiego i wytrzymałego materiału.

Główne problemy wynikające z łączenia różnych elementów wynikające z występowania fazy ciekłej w procesie to:

- różny współczynnik rozszerzalności materiałów,

- różny skład chemiczny,

- dyfuzja pierwiastków z jednego materiału do drugiego,

- segregacja siarki i fosforu,

- naprężenia termiczne przy chłodzeniu.

W celu uniknięcia tych niezgodności jedynym wyjściem, jest uniknięcie występowania fazy ciekłej. Najlepsze połączenie powłoki do podłoża, występuje wtedy gdy dochodzi do wymieszania materiałów lub dyfuzji jednych pierwiastków w głąb drugich. Przy połączeniach w niskich temperaturach nie możemy uzyskać tych zjawisk. Jedynymi siłami, które odpowiadają za przyczepność powłoki to siły adhezji.

Autor: mgr inż. Artur Mydlarz
(fragment pracy dyplomowej magisterskiej: „Laserowe przetapianie powłok Cu-Fe natryskiwanych metodą CGS na stali węglowej”)