|
|
Combined coatings against mechanical wear and corrosion low carbon steel
Brožek, Vlastimil ; Pokorný, P. ; Kolísko, J. ; Vokáč, M. ; Mastný, L. ; Stoulil, J.
In this study, special ceramic coatings were prepared on low carbon steel (1.0060 - EN 10027-2) via the plasma spraying technique using a WSP®-H plasma generator with output of up to 40 kg/h of aluminum oxide. Corundum coatings were deposited directly on the surface of steel plungers equipped with an anti-corrosion interlayer of zinc phosphate. Coating adhesion properties were tested using pin-off tests (modified ISO 4624) and reached a maximum value of 26 MPa. Corrosion resistance was evaluated by measurements of impedance spectra in the 100 kHz - 10 mHz range in a water solution of sodium sulfate. The capacity of electric double-layer varied depending on the porosity and thickness of the coating. Low-porosity coatings of >1.5 mm thickness had RCT 1.29·105 Ω·m2. The abrasive resistance of coatings was measured by rotary/machining test with SiC cutting knives, using a downforce of 50 kg·cm-2. Abrasion losses decreased with the quality of finish - starting at 0.00266 g cm-2 min-1 down to virtually zero losses after polishing the surface below Ra = 0.55 micro m.
|
|
|
Black Chromia Plating for the Solar Radiation Absorbers
Brožek, Vlastimil ; Březina, Václav ; Brom, Petr ; Kubatík, Tomáš František ; Vilémová, Monika ; Mastný, L. ; Novák, M.
Black chromia layers were produced on copper, zirconium and aluminium substrates. These layers are aimed to serve as solar collectors. Efficiency of the layers during UV-VIS, UV radiation and WSP® plasma torch radiation is described. The chromia layers were prepared by a new procedure, i.e. deposition of ammonium dichromate solution using plasma torch or so called Liquid Precursor Plasma Spraying (LPPS). Solution of ammonium dichromate is fed into plasma stream, where dissociation takes place under temperatures of 4000 K – 25000 K. Up to nanometric oxide particles can be produced; the resulting size is dependent on solution concentration and feeding nozzle diameter. The particles impact on substrate and form coating. Using 2 wt.% to 5 wt.% solution of ammonium dichromate and feeding nozzle of 0.2 mm in diameter is the size of produced chromia particles about 6 µm which results in formation of 2 µm to 3 µm thick coating, i.e. according to the theory an optimal thickness 2.5 um for absorption layers, necessary condition for formation energy traps for IR radiation emitters up to 100°C. Moreover, black chromia coating is a suitable corrosion barrier of metallic substrates. \n\n
|
|
|
Boronized stainless steel with zirconia coatings
Brožek, Vlastimil ; Kolísko, J. ; Kubatík, Tomáš František ; Mastný, L. ; Pokorný, P. ; Tej, P.
Conditions of boronizing are described using a reactive diffusion method of boron from boron carbide and lanthanum hexaboride so that the formation of Fe2B is preferred to FeB which is more brittle and whose structure does not satisfy the conditions for perfect adhesion of modified zirconia ceramics. Perfectly rigid adhesive connection of needle-like embedded interlayers Fe2B in steel AISI 303 prepared by reactive diffusion of a boronizing medium without activators at 1000 ° C and exposure of 2-4 hours has the value of 20 - 24 MPa at the Pinn-off test.Ceramic coatings from Al2O3-ZrO2 ceramics formed on those interlayers have the value of bond strength up to 14 - 20 MPa.Thermal cycling between 100°C - 600 °C confirmed good adhesion of coatings with the underlying steel.During thermal cycling at elevated temperatures (600-1000 °C) there occurs a statistically significant number of faults in cohesion and mechanical destruction of the coatings. One of the reasons are secondary changes
|
|
|
Plazmové povlakování fosfátovaných ocelí II
Pokorný, P. ; Mastný, L. ; Brožek, Vlastimil
Příspěvek navazuje na úvodní část, prezentovanou na konferenci APROCHEM 2012 a zabývá se možností využití různých druhů fosfátových povlaků při předúpravě běžné nelegované oceli určené k plazmovému nástřiku keramiky. Úkolem konverzního fosfátového povlaku je vylepšit korozní odolnost povlakované oceli a zároveň vylepšit a prodloužit adhezi keramiky k ocelovému podkladu. Výběr nejvhodnějšího fosfátového povlaku (zinečnaté, zinečnato-vápenaté, manganaté a „tříkationtové“ fosfátování) byl založen na studiu jejich dehydratačních křivek prostřednictvím DTA a TGA analýzy s následnou analýzou morfologie, integrity a složení povlaku po jednotlivých dehydratačních krocích. Vzorky byly exponovány při 200 °C po dobu 10 hodin. Z výsledků měření vyplynulo, že nejstabilnější je manganatý fosfát. Plazmová depozice korundu byla realizována pomocí generátoru nízkoteplotního plazmatu WSP®. Korozní odolnost jednotlivých povlakovaných vzorků s rozdílnými fosfátovými mezivrstvami byla ověřována měřením
|
|
|
Improving Bond Strenght between Carbon Steel and Plasma Sprayed Ceramics by Phosphating Process
Pokorný, P. ; Brožek, Vlastimil ; Mastný, L.
Phosphating is currently the highest standard of surface treatment before painting in the vehicle industry. Excluded phosphate crystal layer is due to its high porosity absorbing not only paints but also oil and lubricants that can reliably maintain the surface. Improved bond strenght in the case of coatings exposed in the humid atmospheres in comparison with multiple non-coated surface. Focus of this work is an effort to improve the bond strenght between the diferent plasma-sprayed coatings materials and carbon steel using different phosphate coatings. Because most of the eliminated phosphate crystallizes with four crystal waters the samples was covered by zinc-calcium phosphate, which crystallizes with only two waters [scholzite: Zn2Ca(PO4)2 . 2H2O] and coated from bath of „three-cationts“ phosphate due to the large thickness of the coating and compaction [fosfofylit: Zn2Fe(PO4)2 . 4 H2O]. They decided test for measuring the quality of bond strebght between coating and steel
|
|
|
Keramické povlaky připravené metodou LPPS
Brožek, Vlastimil ; Kutílek, Zdeněk ; Bertolissi, Gabriele ; Mastný, L.
Metodou LPPS (Liquid precursor plasma spraying) byly z vodných roztoků chromanu a vanadičnanu amonného připraveny keramické nanokrystalické povlaky na ocelových i keramických substrátech, byla studována jejich struktura a ověřovány podmínky vnášení kapalných prekurzorů do proudu vodou stabilizovaného plazmatu. Nano-povlaky a jejich dokonalé pokrytí povrchu substrátů je nepřímo úměrné koncentraci prekurzoru a především závislé na geometrickém uspořádání depozičního zařízení, v němž dochází ke složitému vícestupňovému procesu zpracování prekurzoru v průběhu jednotek milisekund.
|
|
|
Interakce trhliny a kovového substrátu v plasmových keramických nástřicích
Náhlík, Luboš ; Knésl, Zdeněk ; Kroupa, František
Plasmové keramické nástřiky obsahují velkou hustotu tzv. mikro-splatů, které jsou příčinou nízkého modulu pružnosti v tahu a nízké lomové houževnatosti nástřiku. Za pomoci metod lomové mechaniky je studováno šíření počáteční povrchové trhliny ve směru k bi-materiálovému rozhraní. V blízkosti rozhraní dochází k "odpuzování" šířící se trhliny díky vyššímu modulu pružnosti v tahu substrátu. Je ukázáno, že při existenci trhliny v blízkosti bi-materiálového rozhraní vede vysoká hladina tahového napětí k lokální dekohezi povlaku a trhlina se může šířit podél rozhraní
|
host ::
RSS.