Kylmäplasman vaikutus pinnoitteiden kiinnipysyvyyteen

Abstract

Tämän opinnäytetyön aiheena oli tutkia kylmäplasmalla suoritetun pinnan esikäsittelyn vaikutusta termisen ruiskutuksen menetelmin tehtyjen pinnoitteiden kiinnipysyvyyteen ja tarttuvuuteen. Pääasiassa tutkittiin pinnoitettavien komponenttien esikäsittelyä, jossa käytettiin atmosfääristä kylmäplasmapuhdistusta. Työssä testattiin yritykselle uudentyyppistä pintojen esikäsittelymenetelmää, jolla pyrittiin lisäämään automaation käyttöä termisessä ruiskutuksessa. Työssä tehtiin kolme erilaista tutkimussovellusta, joissa vertailtiin plasmakäsiteltyjen ja ei-plasmakäsiteltyjen testikappaleiden eroja sekä mahdollisen oksidikerroksen vaikutusta pinnoitteiden kiinnipysyvyyteen. Lisäksi tutkittiin pinnoituksessa käytettyä jauhetta. Pinnoitteita tutkittiin adheesiokokeilla sekä optisella mikroskoopilla, jolla tutkittiin pinnoitteiden levinneisyyttä substraattiin ja mitattiin pinnoitejauheen partikkelikoot. Tehdyissä kokeissa pinnoitteet olivat hyvin kiinni substraatissa. Adheesiokokeilla ei pystynyt määrittämään pinnoitteiden kiinnipysyvyyttä. Työssä todettiin kylmäplasmakäsittelyllä olevan vaikutusta rajapinnan puhtauteen. Pinnoitejauheen partikkelikoot poikkesivat hieman toimittajan antamista arvoista, mikä ei kuitenkaan vaikuttanut pinnoitteiden mikrorakenteisiin.

The aim of this final year project was to study the effect of cold plasma preprocessing on the adhesion of thermal sprayed coatings. The research included preprocessing of test pieces, in which atmospheric cold plasma was used. The preprocessing of surfaces was tested in order to increase the use of automation in the thermal spraying process. In the work three different studies were carried out in which plasma treatment was compared to untreated parts. Differences in these parts and the effects of possible oxide layers between the substrate and the coatings were also studied. Furthermore, the powder used in thermal spraying was examined. The coatings were examined with adhesion tests and on optical microscope, on which the distribution of the coatings on the substrate level was studied and particle sizes of coating powder were measured. In the tests all the coatings were very close to the substrates. Adhesion tests were not able to determine the permanence of the coatings. It was proved that cold plasma has an effect on the cleanness of the interface. The particle sizes of coating powder deviated a little from the values given by the supplier but is has not effected the micro structures of the coatings.