Liekkiruiskutus

Termiset ruiskutusmenetelmät

Liekkiruiskutus kuuluu termisiin ruiskutusmenetelmiin.

Terminen ruiskutus tarkoittaa erilaisia pinnoituksessa käytettäviä ruiskutusmenetelmiä: pinnoitusaine sulatetaan ja ruiskutetaan pinnoitettavalle alustalle, joka on esikäsitelty: joko kokonaan tai osittain nestemäiseksi sulatettu pinnoiteaine ruiskutetaan hienojakoisena sumuna kaasuvirtauksen avulla pinnoitettavalle alustalle. Näin saadaan valmistettua kestävä pinnoite. Termistä ruiskutusmenetelmää ja pinnoitusprosesseja käytetäänkin paitsi erilaisten materiaalien ja kohteiden pinnoittamiseen myös esimerkiksi pidentämään koneiden ja laitteiden käyttöikää tai kappaleisiin ja osiin syntyneiden vaurioiden korjaamiseen.

Valmistettaessa pinnoitteita termisillä pinnoitusmenetelmillä pinnoitettava kohde päällystetään sulalla pinnoitusmateriaalilla. Päällystettävä perusaine ja pinnoitusmateriaali eivät tällöin sekoitu. Myöskään perusaineen, pinnoitettavan alustan, ominaisuudet eivät muutu.

Termiset pinnoitusmenetelmät eroavat toisistaan lämmönlähteen ja/tai ruiskutusaineen/pinnoitusmateriaalin mukaan. Lämmönlähde voi olla polttoliekki tai sähköpurkauksen avulla tuotettu energia. Pinnoitusaineen sulapisaroiden nopeus voidaan synnyttää esimerkiksi plasma- tai polttoliekin kaasuvirtauksella.

Termisiä ruiskutusmenetelmiä: HVOF (suurnopeusliekkiruiskutus), liekkiruiskutus, kaariruiskutus, plasma- ja tyhjiöplasmaruiskutus sekä detonaatioruiskutus.

Liekkiruiskutus – jauheliekkiruiskutus ja lankaliekkiruiskutus

Liekkiruiskutusmenetelmässä lisäaine - ruiskutettava lanka tai jauhe - sulatetaan happiliekillä ruiskupistoolissa. Sulatettu pinnoitemateriaali atomisoidaan ja ruiskutetaan paineilman avulla sumuna pinnoitettavan kohteen pinnalle. Teknisissä pinnoitteissa ruiskutuksessa käytetään happi-asetyleeni -järjestelmiä.

Jauheliekkiruiskutus (powder flame spraying)

Jos päällystettävää materiaalia ei voida kuumentaa sulautuslämpötilaan, pinnoitusmenetelmäksi sopii jauheliekkiruiskutus. Jauheliekkiruiskutusmenetelmää voidaan käyttää myös, jos kylmäpinnoituksen ominaisuudet riittävät eli suurempi huokoisuus ja alhaisempi puristus- ja tartuntalujuus sopivat vaatimuksiin.

Jauheliekkiruiskutuksessa asetyleeni-happiseos palaessa liekkiin johdetaan jauhemainen lisäaine, joka sulaa. Liekin säätö ja lisääminen tapahtuu paineilman avulla. Sulatettu lisäaine kiinnittyy pinnoitettavaan kohteeseen. Pinnoitettava kappale on esikäsitelty pinnoitusvaatimusten mukaisesti. Tarpeen mukaan esimerkiksi argonia tai typpeä voidaan käyttää lisäkaasuna jauhehiukkasten ruiskutusprosessissa.

Liekin lämpötila on jauheliekkiruiskutuksessa vähän yli 3000 °C. Pinnoitusmateriaalin, jauhemaisen lisäaineen, partikkelien nopeus on noin 60 - 70 m/s. Jauheliekkiruiskutuksella saavutettava tartuntalujuus on melko vaatimaton eli noin 10 – 30 N/mm². Valmis pinnoitus on myös aika huokoista, mutta ominaisuudet sopivat tietyntyyppisiin sovelluksiin hyvin. Jauheliekkiruiskutuksessa käytetään lisäaineina erilaisia metalleja. Myös muoveja ja keraameja käytetään pinnoitemateriaaleina. Materiaalivalikoima on monipuolinen ja laaja. Jauheliekkiruiskutusta käytetään mm. tiivistepintoihin, laakerikauloille ja -kilville sekä väärin koneistettujen osien korjaamiseen.

Jauheliekkiruiskutusmenetelmää voidaan käyttää myös sulautuspinnoitusten tekemiseen, jollin pinnoiteaineena käytetään tiettyjä nikkelipohjaisia materiaaleja. Sulautuspinnoitusta tehdessä pinnoitettava kappale lämpökäsitellään, jotta pinnoite saadaan sulautumaan perusmateriaaliin. Sulautuspinnoitus ei sovi sellaisille kappaleille, joiden muoto ei saa muuttua. Lämpökäsittelyssä käytettävä lämpötila on noin 1000°C.

Lankaliekkiruiskutus

Lankaliekkiruiskutusmenetelmä on kylmin pinnoitusmenetelmä.

Myös lankaliekkiruiskutuksessa asetyleeni-happiseos sulattaa palaessaan lisäaineen – lisäaine on lankaliekkiruiskutuksessa langan muodossa. Sulapartikkelit kiinnittyvät paineilmapuhalluksella pinnoitettavan kohteen pinnalle. Lisäainepartikkelien nopeus on n. 120 - 140 m/s.

Lankaliekkiruiskutuksessa sekä liekin lämpötila että pinnoitteen huokoisuus ovat samaa luokkaa kuin jauheliekkiruiskutuksessa. Suuremman partikkelinopeuden ansiosta tartuntalujuus on lankaleikkiruiskutuksella valmistetussa pinnoitteessa hieman parempi - eli n. 15 - 40 N/mm² - kuin jauheliekkiruiskutusmenetelmällä tehdyllä pinnoitteella. Lankaliekkiruiskutuksessa käytetään metallisia lisäaineita. Menetelmän avulla voidaan pinnoittaa paitsi metalleja myös esimerkiksi muovikoteloita, puuta, lasia, kangasta sekä muita arkoja materiaaleja.

Liekkiruiskutusta käytetään tietyistä syistä: Pinnoitettavan komponentin muoto ja mitat ja/tai työskentely-ympäristö edellyttävät manuaalista ruiskutusta; Pinnoitettava alue tai rakenne on suuri ja monimutkainen; Liekkiruiskutuksella saavutetaan vaadittu pinnoitusteho/ominaisuudet; Kustannustehokkuus.

Liekkiruiskutusmenetelmää käytetään yleensä silloin, kun pinnoitustyö halutaan tehdä kustannustehokkaasti ja menetelmällä saavutettavat ominaisuudet – heikompi laatu kuin muilla menetelmillä saavutetaan - ovat riittävät.

Menetelmä sopii korroosiosuojaukseen ja rakenteiden ja komponenttien pinnoitukseen. Kohteita ovat esimerkiksi kuluneet akselit (erityisesti laakereiden alueella) ja materiaaleista mm. ruostumaton teräs ja pronssiseokset, alumiini, nikkelipohjaiset materiaalit jne.

Liekkiruiskutusmenetelmää käyttäen saadaan siis pinnoitteita, jotka ovat huokoisia. Voiteluaineet imeytyvät tällaisiin pintoihin ja näin laakerin suorituskyky paranee.

Ota yhteyttä!

Virtasen Koneistamo Oy on termisten pinnoitusmenetelmien ja metalliruiskutuksen asiantuntija.

Virtasen Koneistamo Oy
Salorankatu 8
24240 SALO

Jukka Koivunen
Toimitusjohtaja
040 729 5795
jukka.koivunen@virtasenkoneistamo.fi

www.virtasenkoneistamo.fi