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Thermal spray

Il procedimento di thermal spray, cioè di spruzzatura termica, viene adoperato per garantire, ai materiali trattati, sulla superficie interessata una maggiore resistenza all’usura e una durezza superiore. Con questo tipo di tecnologia non solo i metalli, ma anche le ceramiche possono essere applicate, con lo scopo di aumentare la durezza dei componenti o le caratteristiche superficiali per predisporre il particolare rivestito ad operare in contatto a materiali potenzialmente abrasivi, quali ad esempio i tessuti e la carta.

Le tecniche di thermal spray differiscono in base alla fonte che genera il calore: si distingue, pertanto, plasma e combustione. Tra le altre tipologie di spruzzatura termica, vale la pena di menzionare la metallizzazione, nota anche come flame spray o come low velocity flame spray, che rappresenta il procedimento più antico e più semplice: il materiale di apporto può essere sotto forma di polveri – in questo caso si parla di flame powder spray – o sotto forma di filo – in questo caso si parla di flame wire spray – che entrano direttamente all’interno della camera di combustione. Per quel che riguarda il combustibile, si è soliti ricorrere all’acetilene, che è in grado di generare una fiamma dalla temperatura elevata, o in alternativa il propano, l’idrogeno o il metano.

Con la tecnologia di thermal spray sono numerosi i materiali che possono essere spruzzati, dall’acciaio inox all’ossido di zirconio: l’ossido di cromo, per esempio, viene adoperato per la sua resistenza all’usura e agli ambienti corrosivi, mentre le leghe a base di cobalto e le leghe a base di nichel sono in grado di operare anche temperature molto elevate, fino a 800 gradi, con bassi coefficiente di attrito.

Vedi anche:

Plasma sprayFlame sprayHVOF Spray

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    Riporti Thermal Spray

    Rivestimenti

    RIPORTI THERMAL SPRAY

    I processi denominati thermal spray (termo-spruzzatura) consistono nella realizzazione di rivestimenti metallici, ceramici o cermet (dispersioni di fasi ceramiche in matrici metalliche) a partire da fili e bacchette oppure da polveri di dimensioni comprese fra 1 e 500 µm, riscaldati in prossimità del punto di fusione in atmosfera gassosa ad alta temperatura, e accelerati in flusso di gas, verso il substrato, dove solidificano rapidamente, dando luogo a strutture lamellari sovrapposte.

    TIPOLOGIE DI RIPORTI

    Di seguito, vengono illustrate le famiglie di rivestimenti ed alcuni dei vantaggi che possono offrire.

    I rivestimenti a base metallica quali ad esempio Molibdeno, leghe di Alluminio, leghe di Rame, Acciai al Carbonio e Inossidabili, leghe a base Nichel o Cobalto (Colmonoy, Stellite, ecc) vengono eseguiti per mezzo delle tecnologie Flame Spray (FS), High Velocity Oxigen Fuel (HVOF) e APS (Air Plasma Spray) e vengono realizzati in Zocca dal 1967. Alcuni riporti metallici, se lasciati grezzi senza successive lavorazioni meccaniche di finitura (rettifiche, torniture, ecc.) possiedono una spiccata rugosità, utile per realizzare il trascinamento di prodotti.

    Alcune tipologie di rivestimenti metalliciImpieghi / CaratteristicheSettori di applicazione
    Bronzo, Alluminio, Nichel-grafiteRiporti abradibiliAerospace
    Alimentare
    Cellulosa e carta
    Farmaceutico
    Elettromeccanico
    Packaging
    Stampa e grafica
    Molibdeno – StelliteRiporti antiusura
    Acciaio al carbonio, Acciaio inossidabile, Alluminio, Bronzo.Recupero di superfici usurate e ripristino di quote sotto tolleranza.
    I rivestimenti ceramici sono costituiti da depositi di ossidi di metalli ad elevata purezza e vengono realizzati mediante tecnica Air Plasma Spray (APS) tradizionale o di nuova generazione. Sono inerti chimicamente e presentano un punto di fusione elevato. Questi fattori li rendono utilizzabili anche in ambienti aggressivi o ad alte temperature.
    Alcune possibilità di rivestimenti ceramici: Impieghi / Caratteristiche: Impieghi / Caratteristiche:
    Ossido di Cromo (Cr2O3) Riporti antiusura, in particolare per l’usura da strisciamento e in presenza di guarnizioni rotanti. Aerospaziale
    Alimentare
    Cellulosa e carta
    Farmaceutico
    Elettromeccanico
    Packaging
    Stampa e grafica
    Ossido di Alluminio puro (Al2O3) oppure addizionato con biossido di Titanio (Al2O3-TiO2) Riporti antiusura, isolamento elettrico anche ad elevate temperature
    YSZ (Yttria Stabilized Zirconia ZrO3-Y2O3) Barriera termica anche per applicazioni ad elevata temperatura.
    I rivestimenti compositi Cer-Met (Ceramici in matrice Metallica) sono costituiti da fasi ceramiche, tipicamente carburi, disperse in una matrice metallica che funge da legante. Sono caratterizzati da una elevata durezza che li rende particolarmente performanti in caso di usura severa. La presenza all’interno di alcuni rivestimenti di Cromo metallico, leghe base Nichel e leghe a base Cobalto li rende inoltre adatti per l’impiego in ambienti aggressivi, con temperature di utilizzo che possono arrivare anche a oltre 600°C. Tipicamente il processo di spruzzatura impiegato per i Cer-Met è l’HVOF che massimizza le qualità di compattezza, coesione ed ancoraggio dei riporti. Per talune applicazioni in cui è richiesto il parametro di elevata rugosità si preferisce l’utilizzo della deposizione di rivestimenti Cer-Met  con il processo Plasma spray.
    Alcune tipologie di rivestimenti Cer-Met Impieghi / Caratteristiche Settori di applicazione
    Carburo di Tungsteno in matrice Cobalto (WC-Co);
    Carburo di Cromo in matrice Nichel – Cromo (Cr3C2-NiCr);
    Carburo di Tungsteno in matrice Cobalto Cromo (WC-Co-Cr);
    Carburo di Tungsteno e Cromo in matrice Nickel (WC- Cr3C2-Ni);
    Riporti antiusura;
    Riporti per ambienti aggressivi;
    Riporti sostitutivi alla cromatura;
    Riporti per presa e trascinamento prodotti
    Aerospaziale
    Farmaceutico
    Olio e gas
    Cellulosa e carta
    Gomma e plastica
    Industria del legno
    Motorsport
    Packaging

    PROCESSI

    Tecnologie di applicazione utilizzate: