کلیاتی بر مهندسی سطح
- اعمال فرآیندهای پیشرفته با استفاده از منابع لیزری، پرتوالکترونی و پلاسما بر روی سطح قطعات بهنحوی که یک خاصیت کامپوزیتی در کل قطعه حاصل گردیده به صورتی که این خاصیت کامپوزیتی به تنهایی در لایه و زیرلایه قابل دستیابی نباشد.
- بنا به تعریف مهندسی سطح عبارت از مجموعه علوم و تکنیکهایی است که به طراح امکان میدهد مناسبترین عملیات سطحی و یا پوششی را به نحوی انتخاب کند که پدیدههای سطحی همچون اصطکاک، سایش و یا خوردگی قطعات را کنترل نماید. مهندسی سطح شامل کاربرد تکنولوژیهای گوناگون سطحی از جمله روشهای مدرن ترموشیمی پلاسمایی، پرتوهای پرانرژی لیزر و الکترون و رسوب فیزیکی و شیمیایی بخار می باشد. کاربرد اینگونه فرآیندها بسیار گسترده بوده وبه منظو ر بهبود خواص سطحی و بالا بردن کارآیی قطعات در صنایع خودروسازی، هوافضا ، راهآهن ، نفت و پتروشیمی، تاسیسات هستهای و مهندسی پزشکی بکار گرفته میشود.
- فرآیندهای متالورژی سطح، خواص سطح قطعات صنعتی را به منظور افزایش مقاومت سایشی و خوردگی بهبود میبخشد که در این رابطه نه تنها عمر قطعات تا چند برابر افزایش مییابد بلکه ساخت قطعات استراتژیک را از مواد نسبتاً ارزان میسر میسازد. پس از انجام فرآیندهای مزبور، قطعات ضمن حفظ خواص اولیه، خواص شان در سطح با توجه به عوامل متغیر فرآیند بهبود مییابد. روشهای سطح سختی و متداول عمدتاً در دمای نسبتاً بالا صورت گرفته که امکان اعوجاج قطعات بسیار زیاد بوده و ثانیاً در اینگونه فرآیندها کنترل پارامترهای مؤثر به سختی امکان پذیر است.
پاشش حرارتی:
- اسپری پلاسمایی یکی از روشهای اسپری حرارتی می باشد که برای ایجاد پوششهای سرامیکی و فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش ماده پوشش بصورت پودر از یک منبع گرمایی با درجه حرارت بالا (پلاسما) عبور می نماید، ذوب می شود، بطرف سطح قطعه رانده می شود و تشکیل پوششی با ساختار لایه های می دهد. پوششهای اسپری پلاسمایی در موارد مختلفی مثل ایجاد پوششهای مقاوم به سایش و فرسایش، ایجاد پوششهای مقاوم در برابر خوردگی و اکسیداسیون، اصلاح قطعات فرسوه ، بهبود هدایت حرارتی و الکتریکی و ایجاد پوششهای مقاوم حرارتی مورد استفاده قرار می گیرد. در این فرآیند پدیده انجماد سریع خواص مطلوبی در پوشش بوجود می آورد.
نیتراسیون پلاسمایی:
- نیتراسیون فولادها در محیطهایی که نیتروژن اتمی را به سطح قطعه کار میفرستند، که از مهمترین روشهای ترموشیمی است که جهت بهبود مقاومت خستگی ، خواص سایشی و خوردگی آنها مورد استفاده قرار می گیرد. به هنگام نیتراسیون فلزات آهنی ، اتمهای نیتروژن در سطح قطعه کار جذب و بهداخل آن نفوذ نموده و با اتمهای آهن و یا عناصر آلیاژی از قبیل V, Mo, Cr,Al و Ti ترکیب میشود.
رسوب فیزیکی از فاز بخار (PVD):
- در این حالت عنصر یا عناصر رسوب مورد نظر به صورت اتمی از حالت بخار فلز رسوب داده میشود و تقریباً تمام عناصر بهجز عناصری که نقطه ذوب بالایی دارند مانند تنگستن را میتوان رسوب داد . از مهمترین روشهای این حالت فرآیندهای پوشش یونی ، تبخیر و پراکنش میباشند.
رسوب شیمیایی از فاز بخار (CVD):
- در این حالت عنصر یا عناصر مورد نظر از ترکیبی شیمیایی که در فاز بخار قرار دارد گرفته میشود و این ترکیب شیمیایی در محل مورد نظر در درجه حرارت مناسبی تجزیه میشود یا بهوسیله عنصر احیا کنندهای مانند هیدروژن احیا میگردد.
جوشکای سطحی:
- مهندسی سطح پیشرفته امکان استفاده از فرآیندهای جوشکاری را برای ایجاد مقاومت در برابر سایش و خوردگی فراهم نموده است در فرآیندهای جوشکاری سطحی که اصطلاحاً امروزه به آن کلدینگ می گویند ماده مقاوم به سایش ها و خوردگی تا عمق نسبتاً کمی در سطح با زیر لایه آمیزش یافته و می تواند شرایط بارپذیری و مقاومت سایشی مناسبتری را ایجاد نماید. امروزه استفاده از تسمههای نسبتاً عریض برای مقاومسازی بسیاری از قطعات مورد کاربرد گسترده قرار گرفته است.
الکترولس:
- آبکاری بدون برق که به الکترلس شناخته میشود در صنایع نفت و گاز و خودرو گسترش قابل توجهی یافته است الکترولس نیکل توانسته است با شاخصهای مناسب سطحی جایگزینی برای پوششهای کرومسختی گردد که به صورت روشهای منسوخ شده در دستور کار توسعه بهبود زیستمحیطی صنایع مختلف قرار گرفته است.
پرتوهای پرانرژی لیزر و EB:
- هدف از انجام این روش این است که یک لایه خارجی در سطح موضعی یک قطعه از طریق ذوب نمودن آلیاژ کردن سطحی شبیه ذوب سطحی میباشد با این تفاوت که ماده دیگری نیز به سطح ذوب شده جهت آلیاژسازی سطح اضافه میگردد. این روش را میتوان به دو دسته تقسیم نمود که دسته اول شامل افزودن عنصر آلیاژی به هنگام ذوب سطح می باشد و دسته دوم شامل روشهایی است که عنصر آلیاژی پیش از عملیات ذوب سطحی بر روی سطح قطعه کار قرار میگیرد و سپس عملیات ذوب سطحی انجام میپذیرد.
|
