Tepelný nástřik je metoda povrchové úpravy, která na povrchu dílů vytváří funkční povlak nástřikem roztavených materiálů, například kovů, keramiky nebo cermetů. Tato technika se používá k nejrůznějším účelům, například zvýšení odolnosti proti opotřebení, odolnosti proti korozi a izolačních vlastností nebo obnovení rozměrů. Tato kapitola uvádí příklady pozorování a měření povrchů a povlaků po tepelném nástřiku pomocí digitálních mikroskopů.

Pozorování a měření povrchů po tepelném nástřiku pomocí digitálních mikroskopů

Co je tepelný nástřik?

Tepelný nástřik je metoda úpravy povrchu, která vytváří funkční povlak aplikací materiálů ve formě spreje. Materiály, například kovy, keramika a cermety, se roztaví plynem nebo elektřinou a nastříkají na povrch dílů. Nastříkané roztavené částice se okamžitě ochladí a vytvoří funkční povlak.

Charakteristika tepelného nástřiku

  • Zpracovat lze povrchy dílů z libovolných materiálů, například kovů, keramiky nebo plastů.
  • Materiál pro nástřik lze vybírat ze široké škály materiálů, jako jsou kovy, keramika a cermety.
  • Tepelný efekt je malý a nedochází k téměř žádné tepelné deformaci.
  • Rozměry dílů nejsou nijak omezeny.
  • Tepelný nástřik lze omezit na oblasti, kde je to potřeba.
  • Nepohyblivé objekty, například pilíře, lze zpracovat přímo na místě.

Účel a efekt tepelného nástřiku

Ochrana proti rzi, ochrana proti korozi, chemická odolnost
Ochrana proti korozi způsobené rezivěním v důsledku venkovního používání a korozi způsobené chemickými reakcemi
Tepelná odolnost, tepelná izolace
Ochrana proti korozi způsobené vysokou teplotou a zvyšování teploty na povrchu dílů
Mazání, odolnost proti opotřebení
Porézní povlak poskytuje výborné mazací vlastnosti, což zvyšuje odolnost.
Vodivost, izolace
Nastříkáním kovů lze zvýšit vodivost, nastříkáním keramiky lze zlepšit izolaci.
Obnova rozměrů
Díly poškozené opotřebením nebo korozí je možné opravit a nanesením materiálu lze obnovit správné rozměry.
Ošetření proti přilnutí
Ochrana proti přilnutí k lepivým materiálům

Typické metody tepelného nástřiku

Kyslíkový nástřik

Nástřik plamenem
Tato metoda tepelného nástřiku taví a urychluje materiály pro tepelný nástřik v hořícím plameni ve vzduchu obsahujícím hořlavé plyny, například acetylen nebo kyslík. Existují dvě varianty: práškový nástřik plamenem a drátový nástřik plamenem.
Nástřik vysokorychlostním plamenem
Tato metoda umožňuje vytvoření povlaku prostřednictvím srážky materiálů pro tepelný nástřik s cílovým materiálem v nadzvukové rychlosti v důsledku spalování kapalného paliva (kerosinu) a kyslíku.

Elektrický nástřik

Nástřik elektrickým obloukem
Tato metoda tepelného nástřiku generuje elektrický oblouk mezi hroty dvou kovových drátů (materiály pro tepelný nástřik), čímž je taví a roztavené materiály vyfukuje tryskou se stlačeným vzduchem.
Nástřik plazmou
Tato metoda tepelného nástřiku dodává materiály pro tepelný nástřik do plazmového plamene a umožňuje vytvoření povlaku prostřednictvím srážky s cílovým materiálem v nadzvukové rychlosti.

Příklady pozorování a měření povrchů po tepelném nástřiku pomocí digitálních mikroskopů

Zde jsou nejnovější příklady pozorování a měření povrchů po tepelném nástřiku pomocí digitálního 4K mikroskopu řady VHX od společnosti KEYENCE.

Pozorování povrchu po tepelném nástřiku

VHX-E20, 80×, kruhové osvětlení

Vlevo: běžný snímek
Vpravo: snímek v režimu optického stínového efektu

Pozorování povrchu po tepelném nástřiku

VHX-E100, 300×, koaxiální osvětlení

Vlevo: běžný snímek
Vpravo nahoře: snímek v režimu optického stínového efektu
Vpravo dole: snímek s barevnou mapou

Povrchy, které se dříve pozorovaly pomocí skenovacího elektronového mikroskopu (SEM), lze teď pozorovat v režimu optického stínového efektu.

Pozorování povrchu po tepelném nástřiku

ZS-200, 200×, kruhové osvětlení, vícenásobné osvětlení

Běžný snímek
Snímek s vícenásobným osvětlením
Funkce vícenásobného osvětlení zvýrazňuje povrchové nepravidelnosti povlaků tepelného nástřiku.

Pozorování poškrábání na povlaku tepelného nástřiku

ZS-20, 150×, kruhové osvětlení + vícenásobné osvětlení

Běžný snímek
Snímek s vícenásobným osvětlením
Funkce vícenásobného osvětlení umožňuje jasně kontrolovat škrábance.

Pozorování povlaku tepelného nástřiku

VH-Z500, 500×, koaxiální osvětlení + HDR

Vlevo: běžný snímek s částečným koaxiálním osvětlením
Vpravo: snímek s polarizačním filtrem + HDR
Dříve se povlaky tepelného nástřiku pozorovaly pomocí SEM, ale dnes je lze snadno pozorovat pomocí polarizačního filtru a funkce HDR.

Měření tloušťky povlaku tepelného nástřiku

ZS-200, 1000×, koaxiální osvětlení

Řadu VHX lze použít nejen k pozorování, ale také jako měřicí mikroskop.