komposiittipinnoitteilla

Komposiittipinnoitteilla tarkoitetaan pinnoitteita, joiden rakenne muodostuu matriisista sekä hajautetusta vahvistusvaiheesta. Tämä kaksifaasinen koostumus kestää kulutusta ja muita rasituksia paremmin kuin pelkkä matriisi, ja se voi parantaa kovuutta sekä lämpötilan kestävyyttä.

Koostumus vaihtelee, mutta yleisimmin matriisi on metallinen (esim. nikkelipohjaiset, kobolt- tai teräpohjaiset) tai polymeerinen, ja vahvistuksena käytetään keraamisia partikkeleita (kuten WC, TiC, Al2O3), nitridejä (kuten TiN) tai hiilidiipsoita kuten grafiittia. Näiden yhdistelmien tavoitteena on saavuttaa parempi kulutuskestävyys, iskunkestävyys sekä lämpötilavaihteluissa parempi vakaus.

Valmistus- ja pinnoitusmenetelmät ovat keskeisessä asemassa. Useita menetelmiä käytetään: lämpöruiskutukset (plasma- ja HVOF), PVD- (magnetron sputtering) ja CVD-pinnoitteet sekä laserkladding. Näin voidaan hallita sekä vahvistuksen pitoisuutta että pinnoitteen paksuutta ja kiinnittymistä alustaansa.

Ominaisuudet ja sovellukset vaihtelevat, mutta etuja ovat korkea kovuus, parantunut kulutuskestävyys, parempi korroosionkestävyys sekä hyvä lämpötilan kesto. Kitkan vähentäminen ja elinaikojen pidentyminen voivat vähentää energiankulutusta ja huoltokustannuksia. Haasteita ovat kiinnittymisen varmistaminen, porosity ja pienen mittakaavan epäjatkuvuudet sekä valmistuskustannukset.

Sovelluksissa komposiittipinnoitteita käytetään työstökoneiden ja leikkuutyökaluissa, kaasutus- ja öljyteknologian osissa, venttiileissä sekä autoteollisuuden ja lentokoneen komponenttien suojaamassa kulutusta ja lämpöä kestävästi. Tutkimus kehittää uusia vahvistuksia sekä ympäristöystävällisiä valmistusmenetelmiä.