ANORGANICKÉ NEKOVOVÉ POVLAKY

Podobné dokumenty
J.Kubíček 2018 FSI Brno

J. Kubíček FSI Brno 2018

Úpravy povrchu. Pozinkovaný materiál. Zinkový povlak - záruka elektrochemického ochranného působení 1 / 16

A U T O R : I N G. J A N N O Ž I Č K A S O Š A S O U Č E S K Á L Í P A V Y _ 3 2 _ I N O V A C E _ _ K O R O Z E A O C H R A N A P R O T I K

CHEMICKO - TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ

Povrchová úprava bez chromu Cr VI

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

VY_32_INOVACE_F 18 16

Tepelné zpracování ocelí. Doc. Ing. Stanislav Věchet, CSc. ; Ing. Karel Němec, Ph.D.

CHEMICKO-TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ OCELÍ

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pracovní list č.8 k prezentaci Chemicko-tepelné zpracování

SurTec ČR technický dopis 13B - 1 -

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ. Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu

POVRCHY A JEJICH DEGRADACE

Vlastnosti V 0,2. Modul pružnosti Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C. Tepelná vodivost W/m. C Měrné teplo J/kg C

Vybrané technologie povrchových úprav. Metody vytváření tenkých vrstev Doc. Ing. Karel Daďourek 2008

ANALÝZA POVLAKOVANÝCH POVRCHŮ ŘEZNÝCH NÁSTROJŮ

1 Moderní nástrojové materiály

Prášková metalurgie. 1 Postup výroby slinutých materiálů. 1.1 Výroba kovových prášků. 1.2 Lisování pórovitého výlisku

OTĚRUVZDORNÉ POVRCHOVÉ ÚPRAVY. Jan Suchánek ČVUT FS, ÚST

Diagram Fe N a nitridy

OTĚRUVZDORNÉ POVLAKY VYTVÁŘENÉ METODAMI ŽÁROVÉHO NÁSTŘIKU

Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C. Žíhání, kalení, cementace, nitridace

Požadavky na nástroj při stříhání. Charakteristika. Použití STRUKTURA CHIPPER / VIKING

Identifikace zkušebního postupu/metody PP (ČSN ISO 9556, ČSN ISO 4935) PP (ČSN EN , ČSN )

Praxe ve firmě GALVAN CZ, s. r. o.

1 Ochrana proti korozi. 2 Druhy ochrany proti korozi: 2.1 Volba materiálu. 2.2 Konstrukční úprava

Vlastnosti W 1,3. Modul pružnosti Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C. Tepelná vodivost W/m. C Měrné teplo J/kg C

Technologie I. Pájení

Koroze. Koroze podle vnitřního mechanismu. Koroze elektrochemická

Technologie I. Anodická oxidace hliníku. Referát č. 1. Povrchové úpravy

Flat Carbon Europe. Magnelis Nový kovový povlak, který nabízí ochranu i před těmi nejnepříznivějšími vlivy

Kovové povlaky. Kovové povlaky. Z hlediska funkce. V el. vodivém prostředí. velmi ušlechtilé méně ušlechtile (vzhledem k železu) tloušťka pórovitost

Vakuové metody přípravy tenkých vrstev

Základní požadavky: mechanické a fyzikální vlastnosti materiálu

Použití. Charakteristika SLEIPNER PŘÍKLADY:

VÝROBKY PRÁŠKOVÉ METALURGIE

Možnosti zvýšení trvanlivosti a sanace železobetonových konstrukcí. Ing. Pavel Fidranský, Ph.D. ČVUT v Praze - Fakulta stavební

Anomální doutnavý výboj

Tenká vrstva - aplikace

Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C. Žíhání, kalení, cementace, nitridace

Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE NA TLAKOVÉ LITÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ZA TEPLA VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ

Kalení Pomocí laserového paprsku je možné rychle a kvalitně tepelně zušlechtit povrch materiálu až do hloubek v jednotkách milimetrů.

Vlastnosti. Charakteristika. Použití FYZIKÁLNÍ HODNOTY VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ MECHANICKÉ VLASTNOSTI HOTVAR

Charakteristika. Vlastnosti. Použití FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI CALDIE. Pevnost v tlaku

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Charakteristika. Použití TVÁŘENÍ STŘÍHÁNÍ SVERKER 21

Charakteristika. Použití TVÁŘECÍ NÁSTROJE STŘÍHÁNÍ RIGOR

Využití plazmových metod ve strojírenství. Metody depozice povlaků a tenkých vrstev

Sklo chemické složení, vlastnosti, druhy skel a jejich použití

TECHNOLOGICKÉ PROCESY PŘI VÝROBĚ POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ III.

Nauka o materiálu. Přednáška č.12 Keramické materiály a anorganická nekovová skla

Nové evropské normy o c e l i v konstrukční dokumentaci

Koroze kovů. Koroze lat. corode = rozhlodávat

Identifikace zkušebního postupu/metody

8. Třískové obrábění

Díly forem. Vložky forem Jádra Vtokové dílce Trysky Vyhazovače (nitridované) tlakové písty, tlakové komory (normálně nitridované) V 0,4

PŘILNAVOST GALVANICKY VYLOUČENÝCH ZINKOVÝCH POVLAKŮ A JEJÍ OVLIVNĚNÍ TEPLOTOU. Josef Trčka a Jaroslav Fiala b

PÁJENÍ. Nerozebiratelné spojení

LABORATOŘ KOVŮ A KOROZE VZDĚLÁVÁNÍ ODBORNÉ KURZY A SEMINÁŘE

KOROZE A TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV

Polotovary vyráběné práškovou metalurgií

Srovnávací analýza technologií používaných v galvanickém zinkování. Bc.Pavel Pávek

Korozivzdorná ocel: uplatnění v oblasti spojovacího materiálu

Použití. Charakteristika FORMY PRO TLAKOVÉ LITÍ A PŘÍSLUŠENSTVÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ QRO 90 SUPREME

VLIV PŘEDÚPRAVY POVRCHU NA VÝSLEDNOU KVALITU PRÁŠKOVÉHO POVLAKU

1.1.1 Hodnocení plechů s povlaky [13, 23]

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Obrábění. Název: Téma: Fyzikální metody obrábění 2. Ing. Kubíček Miroslav. Autor:

Použití. Části formy V 0,9. Části nástroje. Matrice Podpěrné nástroje, držáky matric, pouzdra, lisovací podložky,

Koroze kovových materiálů a jejich protikorozní ochrana

1 PŘÍDAVNÝ MATERIÁL PRO PLAMENNÉ SVAŘOVÁNÍ

MATERIÁLY NA TVÁŘENÍ KOVŮ

Koroze kovových materiálů a jejich protikorozní ochrana

Kontrola jakosti ochranného povlaku

Sloupek Bekafix. Obr. 1

Vítězslav Bártl. duben 2012

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Sostružnické nože- učební materiál

Hlavní skupina. Změna charakteristik. Označení Obráběný materiál Příklad užití a podmínky užití

KOROZE. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: devátý

VÚHŽ a.s. Laboratoře a zkušebny č.p. 240, Dobrá

Vývoj - grafické znázornění

příprava povrchů pod organické povlaky (nátěry, plastické hmoty, pryžové vrstvy apod.) odstraňování korozních produktů odstraňování okují po tepelném

KONSTRUKCE. pro. Progresivní. Pohodlný. na šikmou střechu. Praktický Přesný. Pěkný.

Poškození strojních součástí

TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV. 1. Definice koroze. Soli, oxidy. 2.Rozdělení koroze. Obsah: Činitelé ovlivňující korozi H 2 O, O 2

VYSOKOVÝKONOVÉ LASEROVÉ ROBOTIZOVANÉ PRACOVIŠTĚ

TEKUTÉ IMPREGNAČNÍ PŘÍPRAVKY TEKUTÉ IMPREGNAČNÍ JÍMKY A NÁDRŽE

Přehled metod depozice a povrchových

ruvzdorné povlaky endoprotéz Otěruvzdorn Obsah TRIBOLOGIE Otěruvzdorné povlaky endoprotéz Fakulta strojního inženýrství

Testy fyzických vlastností (přilnavost, elasticita, odolnost vůči nárazu atd.)

HLINÍK. Lehké neželezné kovy a jejich slitiny

Fyzika je přírodní věda, která zkoumá a popisuje zákonitosti přírodních jevů.

Rozhodující vlastnosti nástrojových ocelí pro: POUŽITÍ. Charakteristika OPTIMÁLNÍ VÝKON NÁSTROJŮ VÝROBU NÁSTROJŮ VANCRON 40

KONSTRUKCE. pro. Progresivní. Pohodlný. na volnou plochou. Praktický Přesný. Pěkný.

Charakteristika. Vlastnosti. Použití FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI MECHANICKÉ VLASTNOSTI UNIMAX

Materiály pro konzervování předmětů ze skla, porcelánu a smaltu ( u)

3.1 Druhy karbidů a povlaků od firmy Innotool

Solární kolektory - konstrukce

Transkript:

Anorganické povlaky

ANORGANICKÉ NEKOVOVÉ POVLAKY Princip - chrání bariérově, případně pasivací Povlaky vytvořené chemickou reakcí kovového povrchu (konverzní povlaky) Nátěrové hmoty jejíž základem je anorganická látka Konverzní povlaky (chemická, el.chemická reakce kovu s prostředím) Jako mazadla při tváření kovů Elektroizolační vlastnosti Ozdobná funkce Odolnost proti otěru Odolnost proti korozi (mezivrstva) Barvení kovů 2

ANORGANICKÉ NEKOVOVÉ POVLAKY Provedení: Ponorový postup do roztoků kovových solí Postřikový postup velké předměty Vyvařování vroucí roztoky kovových solí + prášek kontaktního kovu Kontaktním způsobem (např. elnegativní Al, Zn) Redukční kovové soli + další roztoky 5 10 min/50 60 o C 3

ANORGANICKÉ NEKOVOVÉ POVLAKY Fosfátové povlaky nerozpustné fosforečnany zinku, železa, manganu Jednoduchý, levný způsob Ochranná účinnost závisí na druhu a tloušťce povlaku (0,1 až 10 µm) Účinnost krátkodobá (např. jen 10 h) Mokrý proces (kov + kyselina fosforečná/fosforečnany, oplach demineralizovanou vodou) Plošná hmotnost 10 60 / 150-300 g m -2 Fosfátové vrstvy lze impregnovat vodní sklo Vrstvy odolné proti mořské vodě Kluzné vlastnosti (manganový fosfát) 4

ANORGANICKÉ NEKOVOVÉ POVLAKY Chemické oxidace Černění/Hnědění ocel/litina (oxidace ve vodních roztocích) Barvení neželezných kovů (persulfát sodný, uhličitan sodný) Chromátování* pasivace povrchu, PKO, lepší přilnavost (kyselina chromová) Povlaky odolnější než fosfátový povlak Tloušťka vrstvy 0,01 0,5 µm Zbarvení bezbarvé/žlutozelené/zelené Ekologicky závadná technologie (šestimocný chrom) Pasivace povrchu (Cu/mosaz), snížení korozní aktivity kovu Bömitování (vytvoření Al 2 O 3 za vyšších teplot tl. 0,5-1,5 µm) 5

ANORGANICKÉ NEKOVOVÉ Chemické oxidace POVLAKY Anodická oxidace (elektrochemický proces, rozpuštění Al na anodě, vzniklé OH - vytváří Al(OH) 3 Eloxování v kyselině sírové (ss., st. proud) Eloxování v kyselině chromové (protikorozní odolnost) Snížení korozního napadení Al (záleží na čistotě Al) Utěsnění pórů Podbarvování organickými barvivem* Tvrdé eloxování (až 150 µm) Odolnost proti průrazu (5 40 kv/20 40 kv) 6

ANORGANICKÉ NEKOVOVÉ POVLAKY Anorganické nátěrové hmoty Pojivo má čistě anorganický charakter Povlaky z vodního skla Povlak na bázi kyseliny křemičité Povlaky z portlandských cementů (Antikon) Struktura reaguje s kyselou složkou atmosféry dřív než kov Přednosti:» Lze nanášet na vlhký/zkorodovaný povrch» Lze zhotovovat při 0 40 o C/>85%» Působí částečně jako protipožární ochrana» Je netoxický (nádrže na vodu) 7

ANORGANICKÉ NEKOVOVÉ POVLAKY Anorganické nátěrové hmoty Nedostatky: Estetický vzhled Životnost snížená v kyselém/suchém prostředí Podléhá ÚV záření 8

KERAMICKÉ POVLAKY Nekovové anorganické povlaky vytvářející celistvé natavené vrstvy na podkladovém kovu (bariérový efekt) Smaltové povlaky* zaručují PKO v prostředí: Organických, anorganických kyselin Vody, horké páry kondenzátů, min. vod Alkalických roztoků Kondenzátů H 2 SO 4 (nízkoteplotní koroze) Plynných halogenů 9

KERAMICKÉ POVLAKY Vlastnosti pozitivní Chemická a barevná stálost Odolnost proti nízkým (- 50 o C) a vysokým (90 o C) Odolnost proti změnám teplot Hygienická nezávadnost Odolnost proti abrazi Vysoká pevnost v tlaku (500-800 N.mm -2 ) Vysoká tvrdost 10

KERAMICKÉ POVLAKY Vlastnosti negativní Křehkost Neopracovatelnost (svařování) Neopravitelnost (poškození úderem) Rozdělení smaltů Základní (mezivrstva mezi kovem a vrchním povlakem) Krycí (vykazuje příslušné vlastnosti) Zakalené (lze barvit na pastelové odstíny) Transparentní 11

KERAMICKÉ POVLAKY Rozdělení smaltů Jednovrstvé Ekonomicky výhodnější Slabší vrstva (menší vnitřní pnutí) Vícevrstvé (základní + krycí) Technologie smaltování Předběžná úprava povrchu (odmašťování, žíhání, tryskání) Příprava frity Frita rozemletá, zhomogenizovaná sklovina s přísadami (jíl, křemen, barvítko) 12

KERAMICKÉ POVLAKY Technologie smaltování Nanášení smaltu Mokrý proces (máčení, stříkání, polévání) Suchý proces (aplikace smaltového pudru 0,6 0,8 mm) V elektrostatickém poli Sušení smaltu (nanesený mokrým způsobem) Komorové/tunelové sušárny Sušící teplota 60 100 o C 13

KERAMICKÉ POVLAKY Technologie smaltování Vypalování smaltu Převedení pórovitého biskvitu do sklovitého povlaku V tunelových pecích Základní smalty (850 860 o C) Chemicky odolné smalty (až 900 o C) Úspěšnost smaltování Povrch hladký, bez pórů a trhlinek Vhodné pro vyduté a rovné plochy Sváry dokonale přivařeny Tepelné stíny, zdvojený materiál Zaoblené hrany (odpraskávání smaltu) Konstrukce z jednoho kusu (dostatečná tuhost) 14

TERMODIFUZNÍ POKOVOVÁNÍ Princip Pronikání atomu cizího prvku do krystalické struktury kovu 15

TERMODIFUZNÍ POKOVOVÁNÍ Uplatnění difúzních jevů Z tuhé fáze do tuhé fáze Plátování válcováním za tepla Difúzní spojování mědi s ocelí Slinování metalizovaného povlaku Z tekuté fáze do tuhé fáze Ponorové (pozinkování, pohliníkování, pocínování) Zatavování galvanických povlaků (odstranění pórů u cínových povlaků) Plátování obléváním tekutým kovem Alumetování 16

TERMODIFUZNÍ POKOVOVÁNÍ Uplatnění difúzních jevů Z plynné fáze do tuhé fáze Úprava železa difúzí Zn, Al, Si, Ti, Mo, Cr Difúzní chromování Ochrana proti korozi/oxidaci Ochrana proti opotřebení» Předběžná povrchová úprava» Fluidní vrstva ferochromu» Převálcování (zpevnění vrstvy)» Žíhání při teplotě 900 o C» Množství vyloučeného Cr (až 20 30%) 17

TERMODIFUZNÍ POKOVOVÁNÍ Uplatnění difúzních jevů Z plynné fáze do tuhé fáze Difúzní chromování ochrana proti korozi, oxidaci, opotřebení kvalitu procesu ovlivňuje Čistota výchozích surovin Legující přísady oceli Difúzní boridování vysoká povrchová tvrdost (diamant) Sycení povrchu v plynném stavu Sycení povrchu v pevném skupenství» Zásyp amorfním borem (B 4 C + aktivační složka NH 4 Cl)» Teplota 900 o C» Nárůst povrchové vrstvy 10 20 µm (obtížné opracování 18

TERMODIFUZNÍ POKOVOVÁNÍ Uplatnění difúzních jevů Z plynné fáze do tuhé fáze Difúzní titanování (chlorid titanu) Ochrana proti korozi v chemickém průmyslu Difúzní beryliování (působením chlorovodíku na součásti zasypané feroberyliem) Ochrana proti korozi Difúzní křemíkování (3 % Si) Protikorozní ochrana, speciální aplikace Difúzní zinkování Protikorozní ochrana Malý nárůst tloušťky Nezalévání dutin Povrch bez pórů 19

TERMODIFUZNÍ POKOVOVÁNÍ Uplatnění difúzních jevů Z plynné fáze do tuhé fáze Difúzní zinkování Difúzní zinkování z práškové směsy (sherardování) Otočný buben s práškovým Zn + SiO 2 Zahřátí na teplotu 360 400 o C/ 0,5 2 h Difúzní zinkování z par Zn V uzavřených nádobách při teplotě 870 o C Difúzní hliníkování Povrch odolný proti vysokým teplotám Kalorizace Zásyp práškovým Al s urychlovačem zahřátí na teplotu 900 o C 20

TERMODIFUZNÍ POKOVOVÁNÍ Uplatnění difúzních jevů Z plynné fáze do tuhé fáze Difúzní hliníkování Alitace Zásyp feroaluminiem (50 60 % Al) Alumetace» Metalická vrstva Al (0,3 0,5 mm)» Vrstva vodního skla (ochrana Al před spálením)» Tepelné zpracování 900 1000 o C» Po zchladnutí oprýskání vodního skla 21

CHEMICKO-TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ Princip Difúzní sycení povrchu kovy/nekovy a tepelné zpracování s cílem dosáhnout rozdílné vlastnosti povrch jádro Mechanizmus disociace, adsorpce, difúze jako aktivní prostředek látky plynné, kapalné a tuhé (sypké) 22

CHEMICKO-TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ Cementování Vysoká tvrdost povrchu proti opotřebení houževnaté jádro Vhodný materiál ocel s 0,1 0,3% C Cementování v sypkém prostředí Mleté dřevěné uhlí + 7 až 20 % uhličitanu barnatého, teplota 850 950 o C Cementování v plynném prostředí Směs plynů CO, CO 2, CH 4, H 2, H 2 O Cementování v kapalném prostředí Roztavené chloridové sole s přísadami kyanidů 23

CHEMICKO-TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ Cementování Hloubka cementové vrstvy 0,5 1,5 µm 1 lázeň 2 plyn 3 - prášek 24

CHEMICKO-TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ Nitridování Nasycení povrchu oceli N (velmi tvrdá vrstva) bez následného tepelného zpracování Koncentrace dusíku 12 % (zdroj čpavek) Teplota nitridace 500 o C Tloušťka nitridové vrstvy 0,2 0,6 µm 25

CHEMICKO-TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ Nitrocementování/karbonitridování Sycení povrchu oceli C a N (uhlovodík, čpavek) Převaha C nitrocementace teplota 820 840 o C tloušťka 0,3 0,4 µm N - karbonizace teplota 600 630 o C tloušťka 0,05 µm 26

CHEMICKO-TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ 1 nitridování 3 - nitrocementování 2 karbonitridování 4 - cementování 27

IONTOVÁ NITRIDACE Důvody Zvýšení tvrdosti povrchu proti oděru Částečně jako PKO Nitridační vrstva: Vrchní vrstva (bílá vrstva) Difúzní vrstva Specifické vlastnosti povrchu 28

IONTOVÁ NITRIDACE 29

IONTOVÁ NITRIDACE Volbou parametrů lze docílit: Povrchy odolné proti otěru Povrchy s mechanickými vlastnostmi (únava) Protikorozní povrchy Vlastnosti určuje složení bílé povrchové vrstvy 30

POVLAKOVÁNÍ VE VAKUU Důvody Tenké funkční vrstvy (0,3 2 µm) Tvrdé vrstvy odolné proti abrazi (1,5-5 µm) Protikorozní vrstvy (5 20 µm ) Základní technologie: PVD Physical Vapour Deposition CVD Chemical Vapour Deposition Vlastnosti povlaků mohou být při shodném složení stejné 31

POVLAKOVÁNÍ VE VAKUU Chemické povlakování z plynné fáze (CVD) Chemická reakce na rozhraní mezi plynnou fází a pevnou podložkou Hlavní použití zušlechtění rychlořezných, korozivzdorných ocelí 32

POVLAKOVÁNÍ VE VAKUU Chemické povlakování z plynné fáze (CVD) Výhoda povlaky se vytváří i v dutinách Nevýhoda další speciální úprava (např. ocel žíhání ve vakuu ) 33

POVLAKOVÁNÍ VE VAKUU Fyzikální povlakování (PVD) 34

POVLAKOVÁNÍ VE VAKUU Fyzikální povlakování (PVD) Převedení kovu do plynné fáze, následná kondenzace kovu Používané technologie Napařování ve vakuu (odpařování odporový ohřev, oblouk) 35

POVLAKOVÁNÍ VE VAKUU Fyzikální povlakování (PVD) Používané technologie Iontové povlakování (předmět katoda, zvýšená kinetická energie pozitivních iontů 36

POVLAKOVÁNÍ VE VAKUU Fyzikální povlakování (PVD) Používané technologie Iontové plátování (kov odpařován elektronovou tryskou 37

POVLAKOVÁNÍ VE VAKUU Fyzikální povlakování (PVD) Iontová implantace (zavádění materiálů ve formě urychlených iontů (100 kev) do hloubky 100 nm Výhody: Ovlivnit vlastnosti materiálu (opotřebení, tření, PKO) Libovolný prvek do libovolného materiálu Technologie bez vysokých teplot Nenastávají rozměrové změny Technologie bez dodatečných úprav Bez dopadů na životní prostředí 38

POVLAKOVÁNÍ VE VAKUU Fyzikální povlakování (PVD) Nevýhody: Modifikovaná vrstva je velmi tenká Paprsková technologie Vysoká cena implantátu 39

JINÉ TECHNOLOGIE Vytváření povlaku pomoci laserova paprsku Postupy: Roztavení přídavného materiálu na povrchu, vznik slabé vrstvičky Kromě přídavného materiálu se nataví i do značné hloubky i základní materiál Výhody: Možnost vytvářet povlaky z nejrůznějších slitin Povlaky na přesně definovaných (funkčních) plochách Dokonalá přilnavost Snadná automatizace procesu Ekologicky nezávadný proces 40

Nevýhody: JINÉ TECHNOLOGIE Nutnost mechanické úpravy povrchu Vysoká zbytková pnutí v povlacích, případně přilehlých vrstvách Vysoké pořizovací náklady 41