Nowatorska metoda manipulacji proszkiem na bazie węglika krzemu pozwala poprawić skuteczność i ekologiczność natryskiwania cieplnego
Ekstremalna twardość, niski współczynnik tarcia i bardzo mała gęstość węglika krzemu (SiC) sprawiają, że jest on bardzo atrakcyjnym rozwiązaniem w zakresie powlekania, nadającym się do wielu zastosowań w przemyśle petrochemicznym i chemicznym. Wyzwanie polega jednak na tym, że po podgrzaniu SiC staje się gazem i nie może być stosowany do natryskiwania cieplnego. Tak było przynajmniej do teraz. Finansowany przez UE projekt ThermaSiC ma na celu zrewolucjonizowanie rynku natryskiwania cieplnego poprzez opracowanie pierwszych powłok na bazie SiC. „Nasz innowacyjny, odporny na ścieranie materiał na powłoki jest oparty na węgliku krzemu, który słynie z odporności na zużycie, korozję i wysokie temperatury”, mówi koordynator projektu Gisle Østereng. „ThermaSiC jest również tworzywem bardziej ekologicznym niż konkurencyjne materiały, takie jak węglik wolframu, kobalt i chrom, i pochodzi z regionów wolnych od konfliktów”. Doskonały produkt w postaci proszku Seram Coatings, główny partner projektu, od dawna produkuje proszek na bazie SiC. Każda cząsteczka SiC w innowacyjnym proszku otoczona jest warstwą tlenku, która umożliwia przejście SiC przez proces natryskiwania cieplnego i utworzenie powłoki. W ramach tego projektu firma Seram pracowała nad zademonstrowaniem skuteczności ThermaSiC, nowego produktu proszkowego do natryskiwania cieplnego, odznaczającego się doskonałą odpornością na zużycie, zmniejszoną wagą i poziomem emisji oraz zwiększoną żywotnością powlekanych części. „Natryskiwanie cieplne jest najbardziej wydajną i pożądaną metodą powlekania powłok ścieralnych w przemyśle”, mówi Østereng. „ThermaSiC może być stosowany w pistoletach do natryskiwania cieplnego w celu tworzenia powłok, których koszt jest niższy niż w przypadku, gdyby były wykonane przy użyciu tradycyjnych metod wykorzystujących komorę próżniową, takich jak CVD i PVD”. Projekt miał również na celu zwiększenie możliwości produkcyjnych firmy Seram oraz sfinalizowanie jej strategii w zakresie własności intelektualnej, marketingu i sprzedaży. Do najważniejszych osiągnięć projektu należy udane zwiększenie skali produkcji, przeniesienie produkcji do największego norweskiego zakładu przemysłowego, uzyskanie atestu dla proszku i powłok oraz ukończenie badania rynku i łańcucha wartości. Gotowość technologiczna ThermaSiC została podniesiona poprzez wykonanie kilku testów wewnętrznych, jak również w toku prac dotyczących natryskiwania, prowadzonych z partnerami, jak i niezależnymi podmiotami zewnętrznymi. W marcu 2018 r. wykonano pierwsze bardzo gęste powłoki przy użyciu systemu natryskiwania cieplnego TopGun HVOF. Mimo to, z powodu nieoczekiwanych komplikacji związanych z innymi partnerami projektu, naukowcy nie byli w stanie potwierdzić działania ThermaSiC jako samodzielnego produktu, a jedynie jako części mieszanki materiałów. „Obecnie zajmujemy się komercjalizacją zastosowań mieszanki i będziemy chcieli wykazać, że produkt sprawdza się jako samodzielne rozwiązanie w przypadku innych zastosowań”, wyjaśnia Østereng. Blisko sukcesu Pomimo tego opóźnienia, Østereng jest przekonany, że ThermaSiC ma szansę zrewolucjonizować rynek materiałów do natryskiwania cieplnego dzięki zaoferowaniu wytrzymalszego, bardziej opłacalnego i ekologicznego rozwiązania. „ThermaSiC zapewnia doskonałą wydajność powlekania w środowiskach korozyjnych i ściernych, a także w wysokich temperaturach – do 1 500 °C w powietrzu”, mówi. „Ponieważ SiC jest jednym z najtwardszych materiałów syntetycznych na świecie i posiada mniejszą gęstość niż inne powłoki, ThermaSiC zapewnia dłuższą żywotność, niższe koszty utrzymania i trwałą przewagę konkurencyjną”.
Słowa kluczowe
ThermaSiC, węglik krzemu, SiC, natryskiwanie cieplne, powlekanie, Seram Coatings
