Studiul asupra aderentei straturilor depuse prin pulverizare termica Straturile prin pulverizare termica reprezinta o cale moderna de a rezolva problem cu adevarat importante, ca de exemplu reparatia pieselor uzate ce functioneaza in conditii severe de uzura sau, asigurarea protectiei anticorozive a pieselor folosite in industria navala, ca platformele, poduri, sau obtinerea suprafetelor cu refractaritate inalta. De cele mai multe ori, odata obtinute, aceste straturi necesita prelucrari aditionale prin strunjire, rectificare, etc. si este un interes cum, si, daca, vreunul din parametrii prelucrarii influenteaza caracteristica cea mai importanta aderenta la stratul de baza. Articolul prezinta un studiu asupra aderentei straturilor metalizate, obtinute de la cateva materiale pulverizate termic in Romania.

1 Introducere Metalizarea este procesul pulverizarii de metal topit, oxizi metalici sau ceramice, pe un substrat pregatit anterior. Materialul este topit in flacare, sau intr-un arc electric ori in curent de plasma si atomizat, de un curent de aer comprimat, in pulverizare fina. La impactul cu suprafata pregatita anterior, sau stratul pulverizat termic anterior, particulele de metal topit se aplatizeaza, se sparg (in special oxizii ambianti) si ancoreaza substratul, formand un strat metalizat. Prin pulverizare succesiva se obtine o structura lamelara, anizotropica. Legaturile intre particule, ca si legaturile la stratul de baza sunt obtinute prin: particule cementate si oxizi, sudarea micro-punctelor si ancorarea mecanica la rugozitatea suprafetei de impact. Particula topita si pulverizata care loveste suprafata, se aplatizeaza si se raceste astfel, apar tensiuni remanente. Cand structura multistrat stratul termic este obtinut, aceste tensiuni remanente se insumeaza si, astfel, predomina un camp permanent de tensiuni remanente. Ca rezultat, stratul exterior se afla in stare de de intindere, pe cand materialul de baza este in stare de compresiune considerand stratul pulverizat termiz cilindric. La pulverizarea suprafetelor plane, tensiunile interne remanente, prin strat, pot produce o curbura a partilor exterioare, daca se pulverizeaza partea interioara a

suprafetei cilindrice, exista pericolul ca structura multistrat sa se desprinda de la substrat. In figura 1 este aratata reprezentarea schematica a straturilor metalizate.

Fig.1 Strat pulverizat termic.

Straturile pulverizate termic au caracteristici mecanice foarte importante, ca: duritatea, rezistenta la compresiune, porozitatea, rezistenta la uzura si, nu in ultimul rand, aderenta. 2 Cercetari experimentale Studiile s-au facut pe probe special pregatite, ale caror materiale pulverizate erau produse romanesti ca: MET 4, Inox 18-8, S12Mn2Si si Al-Ol (aliaj aluminiu-otel). Procesul de metalizare foloseste un arc electric pentru topirea materialelor, a carui forma este initial armata. Structura chimica a materialelor metalizate si cateva proprietati mecanice sunt prezentate in tabelul 1. Structura metalografica este prezentata in figura 2, pentru fiecare material studiat.

Probele experimentale sunt unele speciale si corespund specificatiilor STAS 11684/4-83. Tabelul 1. Caracteristicile straturilor termice

Figura 2. Structura metalografica a straturilor metalizate.

Figura 3 prezinta o proba, inainte de experiment si figura 4 prezinta proba deteriorata in procesul de strunjire pentru obtinerea zonelor prelucrate neadecvat, stratul pulverizat s-a desprins de substrat. Toate experimentele s-au desfasurat in conformitate cu specificatiile standardelor implicand testul la aderenta a straturilor pulverizate. In figura 5 este aratata prezentarea schematica a testului.

Figura 3. Proba experimentala

Figura 4. Proba experimentala deteriorata.

Figura 6. Testul de aderenta, prin forfecarea stratului [STAS 11684/4 83]

Pentru standul experimental, este mentionat ca a fost folosita o presa hidraulica WE-60 si, au fost proiectate si construite unele elemente intermediare speciale pentru a avea posibilitatea de a monitoriza si valorile fortei de compresiune aplicate si deplasarea stratului in timpul desprinderii. O poza luata in timpul experimentului este prezentata in figura 6.

Figura 6. Testul aderentei pentru straturi prelucrate mecanic prin pulverizare.

Figura 6. Testul aderentei pentru straturi prelucrate mecanic prin pulverizare continuare.