Penempaan Termal Dijelaskan: Jenis, Aplikasi, dan Manfaat
Apa Itu Penempaan Termal?
Teknik penempaan termal adalah proses penempaan di mana bahan yang dilelehkan (atau dipanaskan) disemprotkan ke permukaan. “Bahan baku” (precursor penempaan) dipanaskan secara listrik (plasma atau busaran) atau secara kimia (nyala pembakaran).
Penempaan termal dapat memberikan penempaan tebal (kira-kira kisaran ketebalan 20 mikron hingga beberapa mm, tergantung pada proses dan bahan baku), atas area yang luas dengan tingkat deposit tinggi dibandingkan proses penempaan lain seperti elektropelapisan, pelapisan uap fisik dan kimia.
Bahan penempaan yang tersedia untuk penempaan termal termasuk logam, paduan, keramik, plastik, dan komposit. Mereka diumpankan dalam bentuk serbuk atau kawat, dipanaskan ke dalam keadaan leleh atau setengah leleh, dan dipercepat menuju substrat dalam bentuk partikel berukuran mikrometer.
Bagaimana Melakukan Penempaan Termal?
Penempaan termal adalah kategori umum dari proses penempaan yang menerapkan bahan habis sebagai semprotan titik cair atau setengah cair yang terpecah untuk menghasilkan penempaan.
Ia dibedakan oleh kemampuannya untuk menyetor penempaan logam, cermet, keramik, dan polimer dalam lapisan tebal yang substansial, biasanya 0,1 hingga 10mm, untuk aplikasi teknik. Hampir semua bahan dapat disetor selama mencair atau menjadi plastik selama operasi semprotan. Pada permukaan substrat, partikel membentuk ‘splat’ atau ‘platelet’ yang terkunci dan terbentuk untuk memberikan penempaan.
Jenis Proses Penempaan Termal
Beberapa variasi penempaan termal dibedakan:
- Penempaan plasma
- Penempaan detonasi
- Penempaan busaran kawat
- Penempaan nyala
- Penempaan semprotan oxyfuel kecepatan tinggi (HVOF)
- Penempaan udara bahan bakar kecepatan tinggi (HVAF)
- Penempaan hangat
- Penempaan dingin
- Semprotan dan Fus
1. HVOF (Penempaan Oxy-Bahan Bakar Kecepatan Tinggi)
HVOF adalah proses yang menggunakan obor yang memungkinkan nyala menyebar setiap kali nozzle digunakan. Ini menciptakan percepatan cepat yang mempercepat partikel dalam campuran. Hasil akhirnya adalah penempaan tipis yang luar biasa yang diterapkan secara merata. Meskipun tipis, penempaan ini kuat dan menempel dengan baik. Resistensi korosinya lebih baik dari penempaan plasma, tetapi tidak cocok untuk suhu tinggi.
2. Penempaan Nyala Pembakaran
Penempaan nyala pembakaran adalah opsi yang bagus untuk permukaan yang tidak dirancang untuk menangani stres ekstrim. Penempaan yang dihasilkan dari proses ini tidak menempel kuat pada permukaan karena mekanisme semprotan dipasok oleh kecepatan nyala yang lebih rendah.
3. Penempaan Plasma
Penempaan plasma menggunakan obor plasma sebagai alat utama untuk memanaskan dan menyemprotkan penempaan. Setelah serbuk bahan dilelehkan, kemudian ditempatkan pada produk dengan cara yang mirip dengan penempaan nyala pembakaran.
4. Penempaan Plasma Vakum
Penempaan plasma vakum dilakukan dalam lingkungan terkontrol tetapi menggunakan suhu rendah. Ini mempertahankan vakum sambil juga mengurangi kerusakan pada bahan. Berbagai kombinasi gas dapat digunakan untuk mendapatkan tekanan yang diperlukan untuk semprotan.
5. Penempaan Busaran Dua Kawat Listrik
Metode semprotan ini menggunakan titik busaran yang dibuat di antara dua kawat yang konduktif listrik. Pemadunan akan terjadi di titik di mana kawat terhubung. Busaran memungkinkan pemanasan yang berubah menjadi setoran dan pemadunan, mirip dengan penempaan nyala pembakaran yang digunakan dengan obor.
Keuntungan Penempaan yang Ditempa Termal
- Biaya Dikurangi. Biaya memperbaiki komponen lebih rendah dari membeli yang baru. Seringkali, penempaan sebenarnya bertahan lebih lama dari bahan asli yang digunakan.
- Input Panas Rendah. Dengan beberapa pengecualian, proses penempaan termal tidak mengubah sejarah termal komponen.
- Serbaguna. Hampir semua logam, keramik atau plastik dapat ditempa termal.
- Kisaran Ketebalan. Tergantung pada bahan dan sistem semprotan, penempaan dapat disemprotkan dari 0,001 hingga lebih dari 1 inci tebal. Ketebalan biasanya berkisar 0,005-0,1 inci.
- Kecepatan Proses. Tingkat semprotan bervariasi 3-60 lb/jam tergantung pada bahan dan sistem semprotan. Tingkat umum untuk aplikasi bahan adalah 1/2 -2 lb bahan per sq ft per ketebalan 0,01 inci.
