The influence of the spraying angle on properties of thermally sprayed HVOF cermet coatings

Abstract

The tribological properties of the surfaces of parts, namely their wear resistance and friction properties, are in many cases decisive for their proper function. To improve surface properties, it is possible to create hard, wear resistant coatings by thermal spray technologies. Using these versatile coatings it is possible to increase the lifetime, reliability and safety of parts. For proper function of the surface treatment it is necessary to find and keep the optimal condition and parameters during preparation, deposition and further processing of the sprayed part. The spraying angle is one of the deposition parameters that influence the quality of thermally sprayed coatings. According to the theory, with decreasing spraying angle the process deposition efficiency decreases, whereas the porosity of coatings increases, being a cause of aggravated microstructure and mechanical properties. In this paper, the microstructure together with the basic mechanical properties and wear of WC-Co and Cr 3 C 2 -NiCr HVOF sprayed coatings were investigated in dependence of the spraying angle. For each coating, the marginal spraying angle that can be used without a significant decrease of the coating's quality was identified. With respect to the change in coating properties as well as to process deposition efficiency, the maximum 30° diversion from a normal spray direction is recommended in the case of WC-Co and 15° diversion in the case of Cr 3 C 2 -NiCr.

Perilaku Aus Dan Korosi Lapisan Baja Tahan Karat 420 Dengan Metode Electric Arc Spray

“…Dari riset ini diketahui bahwa suhu yang optimum untuk menghasilkan kekerasan dan kekuatan ikatan antarmuka diperoleh pada suhu pemanasan awal 90 0 C. Struktur mikro, densitas, kekerasan mikro, tegangan sisa dan kekasaran permukaan sangat dipengaruhi oleh sudut penyemprotan. Penyemprotan dengan sudut 60-75 0 pada pelapisan WC-Co adalah sudut yang semburan yang direkomendasikan karena pelapisan yang dihasilkan dapat diterima baik dari segi fungsional maupun ekonomisnya [9] . Dejang dkk.…”

Pengaruh Sudut Penembakan pada Pelapisan WC12Co Terhadap Sifat Kekerasan dan Keausan Material untuk Bahan Baku Pembuatan Impeller Pompa dengan Metode High Velocity Oxy-Fuel (HVOF)

“…Pada sudut penembakan dibawah 45º, nilai kekerasan menurun secara signifikan sampai 1084 HV. Tren ini konsisten dengan hasil dari [5] dan [6] tentang penembakan high velocity oxy-fuel (HVOF) menggunakan bubuk tungsten carbide-cobalt (WC-Co). Dengan pelapisan tungsten carbide-cobalt (WC 12 Co) yang terstruktur dengan baik dalam penelitian ini, penurunan nilai kekerasan yang disebutkan diatas berkorelasi dengan perkembangan nilai persentase porositas pada pelapisan material untuk bahan baku pembuatan impeller pompa.…”

“…Pelapisan tungsten carbide-cobalt (WC 12 Co) yang ditembakan pada sudut dibawah 90º menunjukan keausan yang besar diwakili dengan tidak hanya oleh terlepasnya kandungan karbida, tetapi juga oleh keseluruhan bagian percikan partikel. Perilaku seperti itu menunjukan rendahnya kohesi antar percikan di lapisan atau adhesi lapisan yang rendah terhadap substrat yang terhubung dengan penyebaran partikel yang tidak sempurna [5].…”

“…Sudut penembakan yang lebih kecil mengarah kepada nilai persentase porositas yang lebih tinggi dengan perubahan yang signifikan [7]. Nilai persentase porositas yang lebih rendah terdapat pada sudut penembakan 30º dibandingkan dengan sudut penembakan yang lebih besar yaitu sudut penembakan 45º dan 60º [5] dan [6]. Hasil ini dikaitkan kepada struktur kandungan carbide halus dengan fasa terdispersi yang baik dan terbentuk pada sudut penembakan yang sangat rendah yaitu sudut penembakan 30º [6].…”

Internal Diameter Coating Processes for Bond Coat (HVOF) and Thermal Barrier Coating (APS) Systems

“…However, for ''off-angle'' spraying, it is impossible to stick to this basic rule of thermal spraying. It is well known that coating properties such as bond strength, porosity, roughness, hardness, and inherent stress depend on handling parameters such as the spray angle ( Ref 2,3). By assuming a spray angle of an allowable maximum of 70°and a theoretical spray distance of 300 mm (typical stand of distance range for outer diameter HVOF processes), results, by simple geometric calculations, a minimum coatable diameter of d = 281.9 mm with a coatable length of only l = 102.9 mm (compare Fig.…”