Gaasileekpihustus pinnete mehaaniliste omaduste uurimine

Tänapäeval on tööstuse ja masinaehituse areng olnud märgatavalt kiire, mistõttu on vaja leida uusi võimalusi ja teostada uurimusi pindamistehnoloogia valdkonnas. Mida suurema kiirusega liigub masinate areng, seda olulisem on, et tehnoloogia areneb sama kiiresti. Valdkonnad, kus pindamist kasutatakse on näiteks laevaehitus, masinaehitus, teede parandamine/korrastamine ja paljud teised valdkonnad. Uute pindamistehnoloogiate ja - seadmete mõjul tekib üha enam juurde valdkondi, kus pindamist kasutatakse. Lõputöö eesmärgiks oli uurida pulberleekpihustuse tehnoloogia mehaanilisi omadusi. Lõputöös viidi läbi katsed analüüsimaks pinna nakketugevust, pinde kõvadust ja pinnete struktuuri ning uuriti pinnakatte kvaliteeti. Käesolevas lõputöös kasutati viit erinevat termoreageerivat pulbrit. Pinnete kvaliteet sõltub nii peale kantavast materjalist kui ka pindamisprotsessist. Struktuuri uuringust tuli välja, milline pinnakate oli kõige väiksema poorsusega ning milline nakkus alusmaterjali ja aluskihiga kõige tihkemalt. Madala poorsusega detailid kannatavad suuri koormusi, mis laboratoorsetel katsetel oli Castolin Eutectic 19400 ehk kroom terase pulber. Suure poorsusega detailid, mis ei talu suuri koormusi, oli lõputöö laboris teostatud katsetel Castolin Eutectic 29220 ehk 99% alumiiniumi pulber. Pinde poorsusega määratakse ära pinde rakendusvaldkond. Poorid võivad anda positiivset efekti ja tõsta kulumiskindlust, kui pinnatud detailid töötavad liughõõrdumise tingimustes, sest poorides säilib määrdeaine. Samuti tuli käesoleva lõputöö käigus välja, et oleks pidanud katsekehi mikrolihvima kauem, kuna fenoolvaigu pulber oli ära varjanud alusmaterjali ja aluskihi nakkumise. Lõputöö esimeses osas anti ülevaade pindamisprotsessist ja erinevatest pindamistehnoloogiatest, uuriti termoreageerivate pulberpinnete mehaanilisi omadusi, nakketugevust ja pinna struktuuri. Järgnevas osas oli välja toodud kõikide laboris tehtud katsete tulemused ja tulemuste pildid. Lõputöö viimases osas uuriti struktuure ja tehti nende puhul järeldusi erinevate pulbrite vahelistest nakkumistest ja struktuurides. Käesolevas lõputöös kasutati alusmaterjalina terast (S235; EN 10025). Aluskihina kasutati kõigil katsetel Castolin Eutectic 29029, mis on nikli ja alumiiniumi pulber. KOKKUVÕTE 39 Pindamistehnoloogia areneb igapäevaselt, mistõttu muutuvad pindamistehnoloogia valdkonnad. Lõputöös on toodud viie üpris erineva pulberpihustuspinde analüüs, millest saab järeldada, mis pulbrimaterjal millisesse valdkonda sobib. Tehnoloogia arenedes tuleb täiendavalt uurida pindamismetoodikaid, mis annavad võimaluse muuta masinad kergemini taastatavamaks ja töökindlamaks.

The title of this thesis is investigating the mechanical properties of gas sprayed surfaces. The technology of materials has been developing really fast in the past few years. Most of the machinery breakdowns are caused by material inadequate corrosion and abrasion resistance. The purpose of this thesis is to experiment and analyse the test objects coating, covered by gas spray to determine optimal coating. This was achieved by examining the adhesive strength, hardness and studying of the surfaces of test objects. Five different types of powder coating were used. The thesis consists of four main chapters. In the first and second paragraphs a theoretical overview of the thermal coating process was given. Moreover, in the second chapter overview of the other thermal coating technologies was presented and explained. In the third chapter, a process of coating was described, which was used to complete the required experiments to write this thesis. Chapter four describes the laboratory process done and produces the results of the experiments. Test objects were sprayed with five different powders. The five types of powders used were: chromium steel powder, nickel chromium steel powder, tin bronze powder, aluminium powder and self-made aluminium + glass powder. All the objects were tested for the adhesive strength and hardness. Moreover, the test objects were analysed under the microscope to study the structure. The highest adhesive strength was achieved from using chromium steel powder. In addition, the highest hardness tolerance was also achieved by using chromium steel powder. Examining the structures revealed which coating had lowest porosity and which adhesion was most intense with a base layer. The low porosity coating could withstand heavy loads and based on the experiments conducted the chromium steel powder had lowest porosity. High porosity cannot handle heavy loads. Although porosity can have a positive effect by increasing abrasion resistance when the coated parts work under sliding conditions because the porosity retains lubricant.