kulutuspinnoissa

Kulutuspinnoitteet ovat ohuita kerroksia, jotka sovelletaan kappaleiden pintoihin kulutuksen, kitkan ja lämpötilan aiheuttaman vahingon vähentämiseksi. Niiden tavoitteena on pidentää käyttöikää, parantaa luotettavuutta ja suojata perustetta naarmuuntumiselta sekä kulumisen aiheuttamilta vaurioilta. Pinnoitteet voivat vaikuttaa sekä pinnan kovuuteen että karkaisuun ja niillä voidaan myös vähentää kitkaa.

Yleisimmät pinnoite- ja materiaalivaihtoehdot koostuvat keraamisista ja kovametallikerroksista sekä epäorgaanisista hiilipinnoitteista. Esimerkkejä ovat TiN, TiAlN, CrN ja AlCrN sekä tiukasti sitoutuvat hydrokarbidit ja kilkki- tai diamenttihajuiset (DLC) pinnoitteet. Pinnoitteet voidaan valmistaa erilaisilla menetelmillä, kuten fysikaalisella (PVD) tai kemiallisella (CVD) tarttuvuutta parantavilla kerroksilla sekä lämpökaados- tai sprimmauksella (HVOF). Paksuudet vaihtelevat mikrometrien ja nanometrien välillä käyttötarkoituksesta riippuen, ja pinnoitteita voidaan yhdistää monikerroksisina järjestelmin paremman kestävyyden saavuttamiseksi.

Sovellukset kattavat laaja-alaisesti teollisuuden aloja: työkaluteollisuus (leikkaus- ja valmistustyökalut), muotti- ja konepajateollisuus, laakerit ja hampaat sekä hydrauliset komponentit. Pinnoitteiden valintaan vaikuttavat kuormitus, nopeus, lämpötilat sekä ympäristöolosuhteet. Myös tuotekohtaiset kustannukset ja pinnoitteen kiinnittyminen vaikuttavat ratkaisuun.

Arviointi ja testaaminen sisältävät kulutuksen, kitkan ja tarttuvuuden mittaukset. Yleisiä menetelmiä ovat pin-on-disk -kokeet, naarmutesti (scratch test) sekä paksuuden ja adhesiivisuuden määrittäminen. Kulutuspinnoitteiden kehitys painottuu jatkuvasti parempaan kestävyyteen ja lämpötilavaihteluksiin sekä erityisesti uusiin käyttökohteisiin.