Traditionele methoden voor oppervlaktebehandeling

Bij hardverchromen wordt een dunne laag chroom elektrolytisch op metalen oppervlakken aangebracht, waardoor de slijtage- en corrosiebestendigheid voor toepassingen als hydraulische cilinders en rollen wordt verbeterd. Ondanks het wijdverbreide gebruik in industrieën zoals productie of offshore, staat hardverchromen er echter om bekend een aantal belangrijke zwakke punten te hebben in veeleisende omgevingen. De chroomlaag is mechanisch gebonden, wat kan leiden tot slechte hechting en scheuren onder zware belasting of temperatuurschommelingen. Hoewel hardchroom een taaie buitenlaag vormt, is het bros en gevoelig voor afschilferen of afschilferen wanneer het wordt blootgesteld aan schokken of voortdurende mechanische spanning, waardoor de duurzaamheid in veeleisende omgevingen wordt beperkt.

Hardverchroming is ook kwetsbaar voor pitting en roestvorming wanneer het wordt blootgesteld aan vocht, vooral wanneer de beschermende olielaag op cilinderstangen ontbreekt door gebrek aan beweging, waardoor het geplateerde oppervlak wordt blootgesteld aan de elementen. Bovendien is bij dit proces zeswaardig chroom (Cr6) betrokken. Chroom-6 is een chemische stof die vaak wordt gebruikt in verschillende industriële coatings, maar het wordt in verband gebracht met ernstige gezondheidsrisico's. Als gevolg hiervan heeft de Europese Commissie het gebruik ervan aanzienlijk beperkt en er wordt een volledig verbod verwacht na de huidige regelgeving. Hoewel hardchroom onder gematigde omstandigheden meerdere jaren kan meegaan, is er vaak frequent onderhoud nodig, zoals opnieuw aanbrengen en polijsten, om de beschermende eigenschappen in agressievere omgevingen te behouden.

Thermisch spuiten verwijst naar een reeks processen waarbij verwarmde of gesmolten materialen op een oppervlak worden gespoten om een beschermende coating aan te brengen. Thermisch spuiten wordt gebruikt in industrieën zoals lucht- en ruimtevaart en energieopwekking en kan coatings aanbrengen van legeringen, keramiek en composieten. Het belangrijkste voordeel van thermisch spuiten is de veelzijdigheid, omdat grote oppervlakken met relatief dikke lagen kunnen worden bedekt. Thermische spuitcoatings, inclusief plasmaspuiten, zijn echter meestal mechanisch gebonden aan het substraat, wat betekent dat ze niet de metallurgische binding hebben die lasercladding biedt. Hierdoor zijn ze vatbaarder voor barsten, afschilferen en delaminatie, vooral onder zware mechanische belastingen of thermische cycli.

Hoewel thermische spuitcoatings uitstekende weerstand kunnen bieden in bepaalde omstandigheden, beperkt hun poreusheid hun doeltreffendheid in zeer corrosieve omgevingen waar vocht en chemicaliën kunnen binnendringen, wat kan leiden tot corrosie van het onderliggende materiaal. Bovendien kunnen thermische spuitcoatings in toepassingen waar onderdelen worden blootgesteld aan zowel hoge temperaturen als mechanische belasting, sneller verslechteren dan verwacht. Regelmatige inspecties zijn essentieel om slijtage of schade in een vroeg stadium op te sporen, aangezien beschadigde coatings opnieuw moeten worden gecoat om voldoende bescherming te blijven bieden.

Plasmaspuiten is een thermisch spuitproces waarbij een plasmastraal van hoge temperatuur wordt gebruikt om materialen te smelten en af te zetten op oppervlakken. Het wordt veel gebruikt voor keramische, metalen en samengestelde coatings in industrieën zoals ruimtevaart, automobielindustrie en energieopwekking. Plasmaspuiten is veelzijdig, maar net als andere thermische spuittechnieken is het gebaseerd op een mechanische verbinding die gevoelig is voor delaminatie onder mechanische spanning of temperatuurschommelingen.

In toepassingen met hoge belasting, zoals turbinebladen of motoronderdelen, kunnen plasma-gespoten coatings na verloop van tijd barsten of afschilferen, vooral als ze worden blootgesteld aan schokken, trillingen of temperatuurschommelingen. De poreuze aard van veel plasma-gespoten coatings beperkt ook hun corrosiebescherming, waardoor regelmatig onderhoud en opnieuw coaten nodig is om hun effectiviteit in agressieve omgevingen te behouden.

Plasma Transfer Arc (PTA) is een geavanceerde techniek voor oppervlakteverbetering die wordt gebruikt om duurzame, slijtvaste coatings aan te brengen op metalen oppervlakken. Met behulp van een hoogenergetische plasmaboog smelt het PTA-proces een metaalpoeder of -draad, waardoor een metallurgische verbinding met het substraat ontstaat voor een robuuste, duurzame laag. PTA-coatings staan bekend om hun sterkte en duurzaamheid en zijn bijzonder geschikt voor toepassingen in veeleisende industrieën zoals olie en gas, mijnbouw en zware machines,

waar onderdelen worden blootgesteld aan extreme slijtage en uitzonderlijke bescherming nodig hebben. Hoewel PTA een veerkrachtige coating oplevert, kan de hogere warmte-inbreng leiden tot een bredere warmte-beïnvloede zone, die mogelijk thermische spanning of vervorming veroorzaakt in dunnere materialen. Daarnaast is PTA meestal meer geschikt voor het creëren van dikkere lagen, wat kan leiden tot meer materiaalgebruik en minder precisie bij het aanbrengen van fijne of uniforme coatings.