Varmeinnsprøytning

Varmeinnsprøytning, ofte omtalt som termisk sprøyting, er en gruppe prosesser der beleggmateriale i form av pulver eller tråd oppvarmes til en smeltet eller halvsmeltet tilstand og sprøytes mot en overflate med høy hastighet for å danne et belegg. Beleggets struktur og egenskaper påvirkes av hvilken teknikk som brukes, som flamme-sprøyting, lysbuesprøyting (arc), plasma-sprøyting, høyvirveld HVOF-sprøyting eller detonasjons-sprøyting. Materialene som sprøytes kan være metalliske, keramiske eller keramisk-metalliske (cermet).

Prosessen innebærer ofte forberedelse av underlaget (rengjøring, avlakkering og mekanisk eller kjemisk gruving), oppvarming av partiklene til flytende eller semimeltet tilstand samt akselerasjon mot substratet slik at de avsettes og bygger opp et tykkere belegg. Bindingen mellom belegget og substratet skjer gjennom mekanisk låsning i en ru overflate og, i noen tilfeller, metallurgisk binding ved diffusjon og annen reaksjon. Beleggene kan variere betydelig i tetthet, porøsitet og mikostruktur avhengig av prosess og materiale.

Materialvalget omfatter metalliske belger (for eksempel aluminium, sink, nikkel, stål), keramiske belger (som Al2O3, ZrO2) og cermeter som kombinerer keramikk og metall. Beleggene brukes for å forbedre slitasje- og korrosjonsmotstand, redusere varmeledningsevne i termiske beskyttelsessegmenter og gi elektriske eller termiske egenskaper. Typiske applikasjoner finnes i fly- og romfart, bil- og energisektoren, samt olje- og gassindustrien.

Fordeler med varmeinnsprøytning inkluderer evnen til å påføre tykke belagte lag på komplekse geometrier, bred materialkompatibilitet og relativt god innbygging i eksisterende deler. Begrensninger inkluderer porøsitet og variabel tetthet, potensielt høye restspenninger og behov for spesialisert utstyr og kontroll for å oppnå konsistente egenskaper.