kulutuspinnoitteisiin

Kulutuspinnoitteet ovat pintakerroksia, joiden tarkoituksena on parantaa kappaleiden kulutuskestävyyttä sekä vähentää kitkan ja käytöstä aiheutuvia häviöitä. Niiden tavoitteena on pidentää käyttöikää, pienentää kunnossapitokustannuksia ja parantaa suorituskykyä erityisissä kuormitus- ja ympäristöolosuhteissa.

Yleisimmät kulutuspinnoitteet voidaan jakaa kovapinnoitteisiin, oksidisiin pinnoitteisiin sekä hidro-karbidisiin tai hiili-pohjaisiin pinnoitteisiin. Esimerkkejä ovat TiN, TiCN, CrN ja AlTiN, joita käytetään usein työkalujen ja koneiden osissa, sekä oksidiset pinnoitteet kuten Al2O3 ja ZrO2. Myös diamond-like carbon (DLC) -pinnoitteet tarjoavat alhaisen kitkan ja hyvän kulutuskestävyyden. Joissakin sovelluksissa käytetään myös itse-lubrikantteja sisältäviä pinnoitteita, joissa lisäaineina ovat esimerkiksi MoS2 tai WS2.

Pinnoitteet voidaan valmistaa useilla teknologioilla, kuten PVD (Physical Vapor Deposition), CVD (Chemical Vapor Deposition) sekä lämpöruiskutuksilla (esim. HVOF, plasma-ruiskutus). Valinta riippuu sovelluksesta: kuorma- ja lämpötilavaatimukset, alustan materiaalien yhteitävyys, pinnoitteen paksuus sekä kustannukset. Työkalupuolella pinnoitteet parantavat leikkauskykyä ja kulutuskestävyyttä; koneenosissa ne voivat vähentää korroosiota ja lämpövaurioita sekä parantaa hydrodynamiikkaa tai komponentin korkeaa lämpötilaa kestäviä ominaisuuksia.

Haasteita ovat pinnoitteen kiinnittyminen alustaansa, pinnoitteen haurastuminen ja kustannukset. Viime vuosina kehitys on suuntautunut monikerroksisiin ja nanokomposiittipinnoitteisiin sekä sekoitettuihin rakenteisiin, jotka yhdistävät korkeaan kovuuteen ja parempaan edeltävän kerroksen sitkeyteen. Kulutuspinnoitteet ovat olennainen osa nykyaikaista valmiste- ja konepajateknologiaa.