CZ2021388A3 - Způsob výroby komponenty s povrchovým povlakem - Google Patents

Způsob výroby komponenty s povrchovým povlakem Download PDF

Info

Publication number
CZ2021388A3
CZ2021388A3 CZ2021-388A CZ2021388A CZ2021388A3 CZ 2021388 A3 CZ2021388 A3 CZ 2021388A3 CZ 2021388 A CZ2021388 A CZ 2021388A CZ 2021388 A3 CZ2021388 A3 CZ 2021388A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
component
coating
produced
controlled
additive manufacturing
Prior art date
Application number
CZ2021-388A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ309502B6 (cs
Inventor
Šárka Houdková Šimůnková
Houdková Šimůnková Šárka doc. Ing., Ph.D.
Marek Vostřák
Vostřák Marek Ing., Ph.D.
Ivana Zetková
Zetková Ivana Ing., Ph.D.
Miroslav ZETEK
Zetek Miroslav doc. Ing., Ph.D.
Miloslav KEPKA
CSc. Kepka Miloslav doc. Ing.
Original Assignee
Výzkumný A Zkušební Ústav Plzeň S.R.O.
Západočeská Univerzita V Plzni
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Výzkumný A Zkušební Ústav Plzeň S.R.O., Západočeská Univerzita V Plzni filed Critical Výzkumný A Zkušební Ústav Plzeň S.R.O.
Priority to CZ2021-388A priority Critical patent/CZ309502B6/cs
Priority to PCT/CZ2022/050078 priority patent/WO2023020641A1/en
Publication of CZ2021388A3 publication Critical patent/CZ2021388A3/cs
Publication of CZ309502B6 publication Critical patent/CZ309502B6/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/36—Process control of energy beam parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/36—Process control of energy beam parameters
    • B22F10/366—Scanning parameters, e.g. hatch distance or scanning strategy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B22F10/62—Treatment of workpieces or articles after build-up by chemical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/129—Flame spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B22F10/66—Treatment of workpieces or articles after build-up by mechanical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

Nejprve se vyrobí komponenta (1) z pevného kovového nebo nekovového materiálu metodou aditivní výroby. Povrch komponenty (1) se při aditivní výrobě řízeným a předem definovaným způsobem opatří soustavou vystupujících prvků (3) majících velikost max. 1/3 tloušťky povlaku (2). Vystupující prvky (3) jsou jednolitě propojené s komponentou (1) pro zvýšení adheze povlaku (2) k povrchu komponenty (1). Komponenta se následně opatří povlakem (2) technologií žárového nástřiku. V různých oblastech povrchu komponenty (1) lze řízeným a předem definovaným způsobem vytvořit vystupující prvky (3) s různými parametry. Komponenta (1) se může vyrobit v ochranné atmosféře.

Description

Způsob výroby komponenty s povrchovým povlakem
Oblast techniky
Navrhovaný vynález spadá do oblasti výroby předmětů opatřených povlakem získaným metodou žárového nástřiku.
Dosavadní stav techniky
Dle stavu techniky se vyrábějí různé komponenty (předměty) z pevných materiálů, ať kovových či nekovových. Pro zvýšení odolnosti těchto komponent je možné jejich povrch opatřit povrchovým povlakem. Povrchový povlak může být získaný metodou žárového nástřiku.
Před aplikací povrchového povlaku je nutné povrch komponenty technologicky upravit a opatřit jej definovanou topologií. Tím jsou zajištěny definované parametry povrchu (zejména drsnost, případně pak čistota, odmaštění), které umožní řádné přilnutí povrchového povlaku. Technologická úprava povrchu se provádí zejména tryskáním abrazivním materiálem (tzv. pískování). Používaným abrazivním materiálem je například AhO3, SiO2, případně ocelová či litinová drť. Požadované tryskání materiálem může být technologicky náročné, protože je nutné na celém povrchu komponenty dosáhnout stejných parametrů. To je zejména obtížné v konkávních místech povrchu, polouzavřených dutinách, kanálech apod. Proces tryskání je spojen se spotřebou energie, produkcí odpadu ve formě prachu a opotřebovaného tryskacího média a zdravotními riziky pro obsluhu tryskacího zařízení (prašné prostředí, hlučnost). Navíc je zde riziko ulpívání reziduálních částic tryskacího média na povrchu komponenty, které po nástřiku zůstává zabudované na rozhraní mezi komponentou a povlakem. Tyto částice zvyšují riziko rozvoje trhlin v povlaku či únavových trhlin komponenty při mechanickém zatěžování i riziko iniciace korozního napadení v materiálu komponenty.
Alternativními abrazivními materiály mohou být např. led nebo suchý led, u kterých nedochází ke kontaminaci prostředí nebo povrchu komponenty. Jejich agresivita je však ve srovnání s klasickými abrazivními materiály malá (stupeň otryskání maximálně Sa 2 ½), což znamená, že povrch komponenty je po otryskání sice zbaven nečistot (rez, barva), ale drsnost povrchu je příliš nízká pro aplikaci žárových nástřiků.
Dalším způsobem zdrsnění povrchu je použití mechanického zařízení na principu kovových hrotů dopadajících na povrch komponenty.
Dalším způsobem přípravy povrchu před nanesením povlaku je mikroobrábění speciálně vyvinutými nástroji, které jsou zpravidla používány na konvexních strojích (například frézka). Výhodami této metody je větší kontrola nad výslednou strukturou povrchu a možnost použití i v místech, které jsou pro jiné metody nedostupné (například poměrně dlouhé otvory s malým průměrem).
Dalším způsobem přípravy povrchu před nástřikem je mikroobrábění s využitím laseru - laserové texturování povrchu. V tomto případě je k vytvoření potřebné drsnosti využito laserového paprsku s parametry umožňujícími odebírání materiálu, obdobně jako u čištění povrchu nebo řezání laserem. Geometrie takto vytvořené textury a související drsnost je závislá na nastavení technologických parametrů a použitém typu laseru.
Všechny popsané metody přípravy povrchu komponenty pro nanesení povlaku vyžadují, aby byl mezi výrobou komponenty a nanesením povlaku proveden jeden další technologický krok. To výrobu komponenty s povrchovým povlakem výrobně prodražuje.
- 1 CZ 2021 - 388 A3
Je proto úkolem předkládaného vynálezu poskytnout způsob výroby komponenty s povrchovým povlakem, který eliminuje popsané nedostatky.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je způsob výroby komponenty s povrchovým povlakem. V popsaném způsobu se vyrobí komponenta z pevného kovového nebo nekovového materiálu. Možným kovovým materiálem je například uhlíková ocel, austenitická ocel, nástrojová ocel, slitiny kobaltu, niklu, hliníku, titanu aj. Možným nekovovým materiálem jsou například keramické materiály typu SiO2, AI2O3, ZrO2, TÍO2, CaO, CaF2, P2O2 a další, včetně jejich směsí, dále polymery typu polyamid, polypropylen, polyaryletherketon (PAEK). Jedná se o materiály, které se dle stavu techniky používají pro aditivní výrobu (3D tisk). Vzhledem k tomu, že komponenta se v jednom z dalších kroků výroby opatří povlakem pomocí technologie žárového nástřiku, je zřejmé, že musí být zvolen takový materiál komponenty, jehož teplota tavení je vyšší než teplota povrchu komponenty dosažená při aplikaci povlaku za současného chlazení. Rámcově lze říci, že teplota tavení materiálu komponenty by měla být vyšší než přibližně 200 °C. Komponenta se vyrobí metodou aditivní výroby dle stavu techniky. Konkrétně se jedná o metodu selektivního laserového tavení kovového prášku (Selective Laser Melting - SLM). V případě výroby z materiálu podléhajícího oxidaci se komponenta s výhodou může vyrobit metodou aditivní výroby v ochranné atmosféře. Tím se zabrání oxidaci povrchu komponenty. Povrch komponenty se při aditivní výrobě řízeným a předem definovaným způsobem opatří soustavou vystupujících prvků jednolitě propojených s komponentou. Vystupující prvky jsou způsobilé pro zvýšení adheze povlaku k povrchu komponenty. Zvýšení adheze znamená, že povlak přilne k povrchu komponenty z daného materiálu s vystupujícími prvky větší silou, než by tomu bylo v případě zcela hladkého povrchu. Zvýšení adheze je dosaženo jednak větší plochou povrchu komponenty opatřené vystupujícími prvky v porovnání s hladkým povrchem. Dále vystupující prvky mechanicky zamezují posunu povlaku zejména v tečném směru vůči povrchu komponenty. Tvar vystupujících prvků může být například kruhový, oválný, nebo se může jednat o řady vystupujících žeber, které se v podstatě rovnoběžně rozkládají přes celou délku komponenty v daném směru. Řady vystupujících žeber se mohou různě křížit. Takto vyrobený povrch komponenty se následně přímo opatří povlakem pomocí technologie žárového nástřiku dle stavu techniky. Materiál nástřiku povlaku může být keramika, kov, slitiny kovů, kovo-keramika, či další známé materiály, které lze nanášet technologiemi žárového nástřiku. Tloušťka povlaku by měla být alespoň trojnásobek výšky vystupujících prvků. Tím je zajištěna hladkost povrchu povlaku a dostatečná odolnost povlaku.
V některých případech může být výhodné, jestliže se v různých oblastech povrchu komponenty metodou aditivní výroby řízeným a předem definovaným způsobem vytvoří vystupující prvky s různými parametry. Mezi tyto různé parametry patří zejména rozdílná velikost a/nebo tvar vystupujících prvků mezi různými oblastmi povrchu komponenty. Tím může být dosaženo různé drsnosti povrchu, což řízeným způsobem ovlivní parametry naneseného povlaku v různých částech povrchu komponenty.
Výhodou popsaného postupu je, že topologie povrchu nutné k řádnému přilnutí povrchového povlaku je dosaženo již při výrobě vlastní komponenty. Povlak je tak možné přímo nanášet na povrch komponenty bez nutnosti přídavného technologického kroku. Navíc je díky řízenému a předem definovanému způsobu výroby povrchu komponenty se soustavou vystupujících prvků pomocí metody aditivní výroby zvýšena spolehlivost a reprodukovatelnost vazby mezi povrchem komponenty a povlakem.
Objasnění výkresů
Příkladné provedení navrhovaného řešení je popsáno s odkazem na výkresy, kde je na
- 2 CZ 2021 - 388 A3 obr. 1 - schematický příčný řez komponentou se soustavou vystupujících prvků a povlakem;
obr. 2 - schematický příčný řez jiným provedením komponenty se soustavou vystupujících prvků a povlakem;
obr. 3 - fotografie z elektronového mikroskopu zobrazující povrch komponenty se soustavou vystupujících prvků před nanesením povlaku;
obr. 4 - fotografie z elektronového mikroskopu zobrazující příčný řez komponentou podle obr. 3 s již naneseným povlakem;
obr. 5 - fotografie z elektronového mikroskopu zobrazující detail příčného řezu komponenty s povlakem dle obr. 4;
obr. 6 - fotografie z elektronového mikroskopu zobrazující povrch komponenty se soustavou vystupujících prvků odlišných oproti komponentě na obr. 3 před nanesením povlaku;
obr. 7 - fotografie z elektronového mikroskopu zobrazující příčný řez komponentou podle obr. 6 s již naneseným povlakem; a obr. 8 - fotografie z elektronového mikroskopu zobrazující detail příčného řezu komponenty s povlakem dle obr. 7.
Příklady uskutečnění vynálezu
V tomto příkladu byla vyrobena komponenta 1 s povrchovým povlakem 2. Nejprve se vyrobila komponenta 1 z pevného kovového materiálu, kterým je zde maraging ocel o složení 18 % hmotn. Ni; 9 % hmotn. Co; 4,85 % hmotn. Mo; 0,7 % hmotn. Ti; 0,1 % hmotn. Al; max. 0,03 % hmotn. C, přičemž zbytek do 100 % hmotn. tvoří Fe.
Komponenta 1 se vyrobila metodou aditivní výroby v ochranné atmosféře. Byla použita metoda selektivního laserového tavení kovového prášku (Selective Laser Melting - SLM). Tato metoda pracuje na principu přímého spékání kovového prášku pomocí laserového paprsku. Povrch komponenty 1 se při aditivní výrobě řízeným a předem definovaným způsobem opatřil soustavou vystupujících prvků 3 jednolitě propojených s komponentou 1 pro zvýšení adheze povlaku 2 k povrchu komponenty 1. Komponenta se tak při výrobě opatřila povrchem majícím topologii charakterizovanou parametry Ra = 20 až 22 pm, Rq = 25 až 28 pm, Rt = 170 až 190 pm, Rz = 130 až 150 pm. Následně se povrch komponenty opatřil povlakem 2 z materiálu WC-10%Co4%Cr (% hmotn.) technologií vysokorychlostního nástřiku plamenem (HVOF) o tloušťce v rozsahu 200 až 350 pm, s přilnavostí vyšší než 80 MPa.
Specifické topologie povrchu komponenty 1 se v případě technologie selektivního laserového tavení dosáhlo konkrétní kombinací technologických parametrů (výkon laseru, rychlost pohybu laserového spotu, překryv laserových stop, velikost laserového spotu, tloušťka vrstvy, trajektorie pohybu laseru), přičemž některé tyto parametry jsou v rámci vytváření specifické topologie povrchu proměnlivé.
Příkladné provedení je patrné na obr. 1 až obr. 8.

Claims (3)

1. Způsob výroby komponenty s povrchovým povlakem, ve kterém se vyrobí komponenta (1) z pevného kovového nebo nekovového materiálu, kde se komponenta následně opatří povlakem (2) 5 technologií žárového nástřiku, vyznačující se tím, že komponenta (1) se vyrobí metodou selektivního laserového tavení kovového prášku, přičemž povrch komponenty (1) se při aditivní výrobě řízeným a předem definovaným způsobem opatří soustavou vystupujících prvků (3) majících velikost maximálně 1/3 tloušťky povlaku (2), které jsou jednolitě propojené s komponentou (1) pro zvýšení adheze povlaku (2) k povrchu komponenty (1).
10
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v různých oblastech povrchu komponenty (1) se řízeným a předem definovaným způsobem vytvoří vystupující prvky (3) s různými parametry, zejména s rozdílnou velikostí a/nebo tvarem vystupujících prvků mezi různými oblastmi povrchu komponenty.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že komponenta (1) se metodou aditivní
15 výroby vyrobí v ochranné atmosféře.
CZ2021-388A 2021-08-19 2021-08-19 Způsob výroby komponenty s povrchovým povlakem CZ309502B6 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2021-388A CZ309502B6 (cs) 2021-08-19 2021-08-19 Způsob výroby komponenty s povrchovým povlakem
PCT/CZ2022/050078 WO2023020641A1 (en) 2021-08-19 2022-08-18 Method for production of a component having a surface coating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2021-388A CZ309502B6 (cs) 2021-08-19 2021-08-19 Způsob výroby komponenty s povrchovým povlakem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2021388A3 true CZ2021388A3 (cs) 2023-03-01
CZ309502B6 CZ309502B6 (cs) 2023-03-01

Family

ID=83688656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2021-388A CZ309502B6 (cs) 2021-08-19 2021-08-19 Způsob výroby komponenty s povrchovým povlakem

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ309502B6 (cs)
WO (1) WO2023020641A1 (cs)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200641918A (en) * 2004-12-24 2006-12-01 Hitachi Chemical Co Ltd Method for manufacturing base material provided with conductor layer pattern, base material provided with conductor layer pattern and electromagnetic wave blocking member using such base material
US10456977B2 (en) * 2014-11-27 2019-10-29 Signify Holding B.V. Printing head, printing apparatus, printing method and printed article
US10105798B2 (en) * 2015-11-05 2018-10-23 Honeywell International Inc. Surface improvement of additively manufactured articles produced with aluminum alloys
WO2018164693A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Siemens Aktiengesellschaft Three-dimensional printing of ceramic fiber composite structures for improved thermal barrier coating adhesion
MY193513A (en) * 2017-04-14 2022-10-17 Polynt Composites Usa Inc Adhesive compositions and methods for coating objects
FR3073866B1 (fr) * 2017-11-21 2019-11-29 Safran Helicopter Engines Procede de fabrication d'une barriere thermique sur une piece d'une turbomachine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023020641A1 (en) 2023-02-23
CZ309502B6 (cs) 2023-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Marimuthu et al. Laser polishing of selective laser melted components
JP4174074B2 (ja) 金属部材の処理方法
Ahn Hardfacing technologies for improvement of wear characteristics of hot working tools: A Review
Sahlot et al. Quantitative wear analysis of H13 steel tool during friction stir welding of Cu-0.8% Cr-0.1% Zr alloy
US6049978A (en) Methods for repairing and reclassifying gas turbine engine airfoil parts
AU2013375273B2 (en) Structured material alloy component fabrication
US20060260125A1 (en) Method for repairing a gas turbine engine airfoil part using a kinetic metallization process
US7043819B1 (en) Methods for forming metal parts having superior surface characteristics
Wang et al. Tool wear performance in face milling Inconel 182 using minimum quantity lubrication with different nozzle positions
CN104988495B (zh) 一种套筒类零件内壁感应熔覆再制造方法
CN105506625B (zh) 一种基于模具基体工作表面的防护涂层的制备方法
CN102787288A (zh) 一种阀杆表面金属陶瓷涂层热喷涂工艺
CN103290405B (zh) 一种在球墨铸铁表面激光熔覆制取高速钢涂层的方法
JP6046954B2 (ja) 鍛造部品を修復するための固相システム及び方法
CN106048606B (zh) 球墨铸铁表面TiC/钴基合金复合涂层及其激光熔覆制备工艺和应用
CZ2021388A3 (cs) Způsob výroby komponenty s povrchovým povlakem
Siddiqui et al. Laser surface treatment
CN102330084A (zh) 一种激光熔覆修复模具工艺
CN105441853A (zh) 一种双级表面复合强化方法
Kumar et al. Modelling of end milling of AA6061-TiCp metal matrix composite
CN107937860A (zh) 一种氩弧重熔Fe基耐磨层的制备方法
CN111197165A (zh) 一种激光熔覆修复模具工艺
Singh et al. Optimization of surface finishing and material removal of boron based HMMCs applying magnetic abrasive flow machining process
Vijayanand et al. Optimization and dry sliding wear behaviour of spray coated MoS2 on automotive ball joints through response surface methodology
Anasyida et al. Wear behaviour of carbon steel cutting wheel thermal flame sprayed with chromium carbide