طول عمر فولاد H13 با پوشش سرامیکی به طور معمول از 2000 تا 10000 چرخه تولید بسته به شرایط عملیاتی، فرآیند پوشش و سطح نگهداری متغیر است. در کاربردهای معمولی مانند ریخته گری آلیاژ آلومینیوم، طول عمر عموماً می تواند 2.5 تا 3 برابر بیشتر از قالب های بدون پوشش باشد.
I. عوامل کلیدی موثر بر عمر پوشش
1. دمای عملیاتی و فرکانس چرخه حرارتی
کمتر یا مساوی 500 درجه: ساختار پوشش پایدار، اکسیداسیون آهسته و افزایش وزن، طولانی ترین طول عمر.
500-650 درجه: ریزترک ها ممکن است تحت قرار گرفتن در معرض- طولانی مدت انتشار پیدا کنند. نیاز به کنترل پیش گرمایش و خنک کننده بستر دارد.
شوک حرارتی با فرکانس بالا (مثلاً چندین باز و بسته شدن قالب در دقیقه): خستگی و پوسته پوسته شدن پوشش را تسریع میکند. طراحی پوشش گرادیان توصیه می شود.
دادههای اندازهگیری شده: پس از اسپری شدن Al2O3-TiO2 روی قالب H13 در کارخانه ریختهگری قالب خودرو، پس از 8200 چرخه در دمای 600 درجه، هیچ ریزش قابلتوجهی مشاهده نشد.
2. نوع پوشش و فرآیند
|
فرآیند پوشش |
ضخامت معمولی |
قدرت چسبندگی (MPa) |
میانگین بهبود طول عمر |
|
اسپری پلاسما (APS) |
100–200μm |
بزرگتر یا مساوی 40 |
2.5-3.0 بار |
|
-پاشش آتش با سرعت بالا (HVOF) |
80–150μm |
بزرگتر یا مساوی 70 3.0–3.5 برابر رسوب فیزیکی بخار (PVD) 2–5μm بزرگتر یا مساوی 30 1.8–2.2 برابر |
توصیه می شود: اسپری HVOF WC-Co یا Cr3C2{{1}NiCr، استحکام باند بالا، چگالی خوب، و مقاومت بهینه در برابر خستگی حرارتی.
3. محیط خورنده
در پردازش فلوروپلاستیکها (مانند PFA، FEP)، تجزیه در دمای بالا باعث تولید اسید هیدروفلوئوریک (HF) میشود.
پوشش های سرامیکی (مانند Al2O3، ZrO2) می توانند به طور موثری نفوذ HF را مسدود کنند و 2000 ساعت آزمایش اسپری نمک را بدون زنگ زدگی تحمل کنند.
اگر ریزترکهایی در پوشش ظاهر شوند، HF بستر را در امتداد ترکها فرسایش میدهد و منجر به تاولها و پوسته شدن موضعی میشود.
احتیاط: اگر "لکه های سفید" یا نشتی ریز متخلخل در نازل یا منیفولد یافت شد، دستگاه را فوراً برای بازرسی متوقف کنید.
II. توصیه های عملی برای افزایش عمر پوشش
دمای پیش گرم کردن قالب را کنترل کنید: قبل از راه اندازی تا 150 تا 200 درجه پیش گرم کنید تا تاثیر استرس حرارتی را کاهش دهید.
بهینه سازی سیستم خنک کننده: برای جلوگیری از گرمای بیش از حد موضعی یا خنک کننده ناهموار که می تواند منجر به خستگی حرارتی شود، از خنک کننده یکنواخت اطمینان حاصل کنید.
تمیز کردن و بازرسی منظم: از ابزارهای نرم برای حذف رسوبات کربن استفاده کنید تا از خراشیدگی پوشش جلوگیری شود.
برای تشخیص زودهنگام ریزترک ها از تست نفوذگر فلورسنت (FPI) استفاده کنید.
جلوگیری از ضربه مکانیکی: از خراشیدن اجسام سخت روی سطح پوشش در حین تعمیر و مونتاژ قالب جلوگیری کنید.
