Termal Spreyleme Yöntemleri

Abdullah Selim PARLAKYİĞİTMakine Mühendisliği Anabilim Dalı

2

Sunum Planı

Giriş

Termal Spreyleme

Uygulama Alanları

Termal Sprey Yöntemleri

Yöntemlerin Karşılaştırılması

Sonuç ve Öneriler

3

Giriş

Teknolojik gelişmeler

Makine, ekipman vs. malzemelerinin maruz kaldığı kompleks koşullar

Malzeme özelliklerinin geliştirilmesi

Yüzey özelliklerinin geliştirilmesi

Kaplama üretimi

Termal Sprey Kaplama Yöntemleri

4

Termal Spreyleme Nedir ?

Termal spreyleme; metalik, metalik olmayan veya seramik kaplamalar üretmek için termal bir kaynak tarafından üretilen ısı aracılığıyla ergimiş veya yarı ergimiş katı parçacıkların spreylenerek mekanik bağlanma ile altlık malzeme üzerinde biriktirilmesidir.

5

Kullanım Amaçları

Aşınma Direnci

Sertlik

Bağ Mukavemeti

Korozyon ve Oksidasyon Direnci

Termal Özellikler

Elektriksel Özellikler ( iletkenlik, direnç ve yalıtkanlık

dayanımı vs.)

Optik Özellikler (emme veya yansıtma vs.)

6

Yöntemin Avantajları

Çok çeşitli altlık malzemeler üzerine hemen hemen tüm malzemelerin kaplamasının biriktirilebilmesi.

Sıcaklık, hız ve atmosferik koşulların çok geniş bir aralıkta

ayarlanabilmesi.

Altlık malzemenin düşük termal yüke maruz kalması.

Bölgesel kaplama imkânı sağlaması.

Bazı donanımların hareket edebilir olması.

Yüksek biriktirme oranına sahip olması.

Kaplamanın altlık malzemeye zarar vermeden kaldırılabilmesi ve

yeniden kaplama yapımı imkânının sağlanabilmesi.

7

Uygulama Alanları

Havacılık Sektörü Savunma Sanayi Otomotiv Endüstrisi Enerji Üretimi ve İletimi Medikal Uygulamalar Denizcilik Sektörü Nükleer Sanayi Petrokimya Sanayi Tekstil, Kimya ve Kağıt Sanayi vs.

Çıplak ve TBC uygulanmış türbin kanatçıkları

Krom Kaplanmış Krom Kaplanmış Matbaa MerdanesiMatbaa Merdanesi Gaz Türbin Rotoru

Seramik Kaplama

Hidroksiapatit Kaplanmış Hidroksiapatit Kaplanmış Kalça ProteziKalça Protezi

Pistonların Seramik Pistonların Seramik KaplanmasıKaplanması

9

Termal Sprey Yöntemleri

10

Alev Spreyi

İlk geliştirilen termal sprey yöntemi Toz, tel veya çubuk formunda kaplama malzemesi

Düşük bağ mukavemeti Yüksek porozite oranı Termal yüke maruz kalma

Toz Alev Spreyi Tel Alev Spreyi

11

Detonasyon Tabancası

Yüksek Bağ Mukavemeti Düşük Porozite Oranı

Patentli Proses

12

Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)

Alevle Ergitme Yüksek Parçacık Hızları Yüksek Yoğunluk Düşük Oksit İçeriği Yüksek Bağ Mukavemeti

13

Elektrik Ark Spreyi

Elektrotlar arasında ark oluşturulması esasına dayanır. Termal verim yüksektir. Altlık malzemeye düşen termal yük azdır.

Tel haline getirilebilen iletken malzemeler gerekir.

14

Plazma Spreyi

Elektrik arkı ile plazma ortamının oluşumuna dayanır. Esnek bir yöntem (parçacık hızı & sıcaklık) Kaplanacak malzeme özellikleri daha geniş bir aralıkta seçilebilir. Seramik gibi yüksek ergime noktasına sahip malzemeler biriktirilebilir.

Oksitlenme !!! (vakum veya inert gaz ortamı)

15

Soğuk Sprey

Yeni geliştirilmekte olan bir yöntemdir. Kinetik Enerji esasına dayanır. Düşük Sıcaklık & Yüksek Hız

Yorulma ömrü yüksek kaplama üretimi Faz değişimi ve kaplama sonrası distorsiyonlar yok.

Yöntemlerin KıyaslanmasıYöntemlerin Kıyaslanması

Sıcaklık & Hız

18

Yöntemlerin Kıyaslanması

Yüksek Hız → Detonasyon Tabancası, HVOF, Soğuk Sprey

Yüksek Sıcaklık → Plazma Spreyi

Maliyet → Alev – Elektrik Ark – Plazma, D-Gun, HVOF

Kaplama Kalitesi → Parçacık Hızı ↑

19

Sonuç ve Öneriler

Her yönden üstün bir yöntem yoktur. (kaplama kalitesi, hız ve maliyet)

Yüksek bağ mukavemeti için yüksek parçacık hızlarına ulaşmak gerekmektedir.

Porozite oranı kullanım amacına göre avantajlı veya dezavantajlı olabilir.

Her malzemenin her yöntemle kaplanması mümkün değildir.

Yöntem seçimi yapılırken; kaplamanın yapılma amacı ve beklenen çalışma ömrü ve maliyet faktörleri dikkate alınmalıdır.

20