Branża chemiczna i materiałowa

Użycie mikroskopów cyfrowych do obserwacji i pomiarów natryskiwania termicznego

Natryskiwanie termiczne (nazywane też plazmowym) to technika obróbki powierzchni, która tworzy funkcjonalną powłokę na powierzchniach części poprzez natryskiwanie stopionych materiałów, takich jak metale, ceramika i cermetale. Technika ta jest wykorzystywana do różnych celów, m.in. do poprawy odporności na zużycie i korozję oraz właściwości izolacyjnych i przywracania wymiarów. W tej sekcji przedstawiono przykłady wykorzystania mikroskopów cyfrowych do obserwacji i pomiaru powierzchni i powłok po natryskiwaniu termicznym.

Użycie mikroskopów cyfrowych do obserwacji i pomiarów natryskiwania termicznego

Czym jest natryskiwanie termiczne?

Natryskiwanie termiczne (nazywane też plazmowym) to technika modyfikacji powierzchni, która tworzy funkcjonalną powłokę poprzez nakładanie materiałów w postaci natrysku. Materiały, takie jak metale, ceramika i cermetale, są topione za pomocą gazów lub elektryczności i natryskiwane na powierzchnię części. Rozpylone stopione cząstki natychmiast stygną, tworząc funkcjonalną powłokę.

Charakterystyka natryskiwania termicznego

  • Obróbce można poddawać powierzchnie części wykonane z dowolnego materiału, takiego jak metale, ceramika i tworzywa sztuczne.
  • Do natryskiwania można wybrać szeroką gamę materiałów, takich jak metale, ceramika i cermetale.
  • Efekt cieplny jest niewielki i prawie nie występuje odkształcenie termiczne.
  • Nie ma ograniczeń co do wymiarów części.
  • Natryskiwanie termiczne może być stosowane tylko na wymaganych obszarach.
  • Nieruchome obiekty, takie jak pomosty, mogą być poddawane obróbce na miejscu.

Cele i efekty natryskiwania termicznego

Zapobieganie rdzy, zapobieganie korozji, odporność chemiczna
Zapobieganie korozji spowodowanej rdzą powstałą w wyniku użytkowania na zewnątrz i korozji spowodowanej reakcjami chemicznymi.
Odporność termiczna, izolacja cieplna
Zapobieganie korozji wysokotemperaturowej i wzrostowi temperatury na powierzchniach części
Smarowanie, odporność na zużycie
Powłoki porowate zapewniają wysoką wydajność smarowania, zwiększając trwałość.
Przewodność, izolacja
Możliwe jest poprawienie przewodności poprzez natryskiwanie na metale i właściwości izolacyjnych poprzez natryskiwanie na ceramikę.
Przywracanie wymiarów
Możliwe jest odtworzenie części uszkodzonych w wyniku zużycia lub korozji oraz skorygowanie wymiarów poprzez nałożenie materiałów.
Obróbka antyadhezyjna
Zapobieganie przywieraniu do lepkich materiałów

Typowe metody natryskiwania termicznego

Natryskiwanie z paliwem tlenowym

Natryskiwanie płomieniowe
Ta metoda natryskiwania termicznego topi i przyspiesza natryskiwanie termiczne materiałów w płomieniu palnym w powietrzu wypełnionym gazami palnymi, takimi jak acetylen i tlen. Istnieją dwie odmiany: natryskiwanie płomieniowe proszkowe i natryskiwanie płomieniowe drutowe.
Natryskiwanie płomieniowe z dużą prędkością
Metoda ta pozwala na zderzanie materiałów natryskiwanych termicznie z materiałem docelowym z prędkością naddźwiękową poprzez spalanie ciekłego paliwa (nafty) i tlenu w celu utworzenia powłoki.

Natryskiwanie elektryczne

Natryskiwanie łukiem elektrycznym
Ta metoda natryskiwania termicznego generuje łuk między końcówkami dwóch metalowych drutów (materiałów do natryskiwania termicznego) w celu ich stopienia i przedmuchuje stopione materiały strumieniem sprężonego powietrza.
Natryskiwanie plazmowe
Ta metoda natryskiwania termicznego polega na podawaniu materiałów do natryskiwania termicznego do płomienia plazmowego i umożliwieniu zderzenia materiałów z materiałem docelowym z prędkością naddźwiękową w celu utworzenia powłoki.

Przykłady użycia mikroskopów cyfrowych do obserwacji i pomiarów natryskiwania termicznego

Oto najnowsze przykłady użycia mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX firmy KEYENCE do przeprowadzania obserwacji i pomiarów po natryskiwaniu termicznym.

Obserwacja powierzchni po natryskiwaniu termicznym

VHX-E20, 80×, oświetlenie pierścieniowe

Po lewej: obraz normalny
Po prawej: obraz w trybie efektu cienia optycznego

Obserwacja powierzchni po natryskiwaniu termicznym

VHX-E100, 300×, doświetlacz współosiowy

Po lewej: obraz normalny
Po prawej u góry: obraz w trybie efektu cienia optycznego
Po prawej na dole: obraz mapy kolorów

Dotychczas powierzchnie były obserwowane za pomocą skaningowych mikroskopów elektronowych (SEM), jednak obecnie można je obserwować w trybie efektu cienia optycznego.

Obserwacja powierzchni po natryskiwaniu termicznym

ZS-200, 200×, oświetlenie pierścieniowe, multioświetlenie

Obraz normalny
Obraz z multioświetleniem
Funkcja multioświetlenia akcentuje nierówności powierzchni na powłokach natryskiwanych termicznie.

Obserwacja zarysowań na powłoce natryskiwanej termicznie

ZS-20, 150×, oświetlenie pierścieniowe + multioświetlenie

Obraz normalny
Obraz z multioświetleniem
Funkcja multioświetlenia pozwala na sprawdzenie wyraźnych zarysowań.

Obserwacja powłoki natryskiwanej termicznie

VH-Z500, 500×, doświetlacz współosiowy + HDR

Po lewej: normalny obraz z częściowym doświetleniem współosiowym
Po prawej: obraz z filtrem polaryzacyjnym + HDR
Powłoki natryskiwane termicznie dotychczas obserwowano za pomocą SEM, ale obecnie można je łatwo obserwować przy użyciu filtra polaryzacyjnego i funkcji HDR.

Pomiar grubości powłoki natryskiwanej termicznie

ZS-200, 1000×, doświetlacz współosiowy

Urządzenia serii VHX mogą być używane nie tylko do obserwacji, ale także jako mikroskopy pomiarowe.
+48 (0) 71 36861 60