SVEUILITE SJEVERSTRUNI STUDIJPROIZVODNO STROJARSTVO

PLATIRANJE

Kolegij: Povrinska obrada materijala

Mentor: Prof. dr. sc. Mirko Goji SADRAJ:

1. UVOD...............................................................................................................12. POSTUPCI PLATIRANJA.....................................................................................22.1. OBINO PLATIRANJE.....................................................................................22.2. EKSPLOZIJSKO PLATIRANJE...........................................................................32.3. PLATIRANJE PRAHOM...................................................................................53. ZAKLJUAK.......................................................................................................7

1. UVOD

Platiranje je postupak povrinske obrade kod kojeg se koristi plastina deformacija. Provodi se pod vrlo visokim tlakom koji dovodi do teenja metala prevlake, a eventualno i podloge odnosno jezgre. Platiranje je, ustvari, oblaganje metala uobiajenim metodama oblikovanja deformiranjem (toplo i hladno valjanje, provlaenje, toplo preanje). Platirani materijali se nazivaju bimetali ili obueni metali.

Princip platiranja temeljen je na tome da se metal kojim se prevlai osnovni metal sloi u paket i zagrije u pei. Nakon toga se zagrijani paket propusti kroz valjke, gdje se pod pritiskom slojevi meusobno zavare. Zatim se ponovno zagriju i valjaju do eljene debljine platiranog filma. Osnovna znaajka postupka platiranja je dobivanje prevlaka kod kojih je nemogue fiziko odjeljivanje slojeva. Dobivena prevlaka je neporozan i homogen sloj, s odlinim svojstvima poput vrstoe, otpornost na koroziju, itd. Meki se metali (zlato, srebro, kositar) utiskuju u podlogu i runo ekiima. Platiranje je vrlo skup postupak, koristi se iskljuivo za izradbu umjetnikih predmeta, krovova, kupola crkvi, itd.

2. POSTUPCI PLATIRANJA

Postupak platiranja se provodi:

obinim platiranjem eksplozijskim platiranjem platiranjem u prahu difuzijsko spajanje ultrazvuno zavarivanje, itd

2.1. OBINO PLATIRANJE

Postupkom obinog platiranja najee se prevlae poluproizvodi (lim, traka, folija, ipka, ica, cijevi). Debljina dobivene prevlake je 0,05-10 mm. Limovi, trake, folije i cijevi se platiraju jednostrano ili obostrano. Plemenitim se metalima najee platiraju tanki limovi ili folije obojenih metala (npr. mjed), a obloge su najee veoma tanke. Za postupak obinog platiranja je potrebna dobra predobrada povrine i visoki tlak, kako bi se meusobnim proimanjem prevlake i podloge dobio sloj meulegure koji dobro prianja. Ponekad se radi boljeg prianjanja istodobno provodi vieslojno platiranje (npr. platiranje ugljinog s nehrajuim elicima).Tlak, temperatura, broj prolaza i brzina provoenja pojedinih operacija ovise o vrsti jezgre i obloge, njihovoj debljini i postupku deformiranja. Naravno, ako je temperatura via, potreban je nii tlak. Obino je ukupna redukcija u 2-4 prolaza 88- 94%. Nakon deformiranja u hladnom stanju obino se provodi arenje radi uklanjanja naprezanja. Obraivani predmeti s hladno valjanim Al- oblogama are se pri 550-650 C. Metali platirani u toplom stanju redovito se naknadno bruse. Na eliku se postie vrstoa prianjanja 150-300 Mpa. Tehniki su najvaniji bimetali od niskougljinog ili niskolegiranog elika s oblogama od nehrajuih elika, titana, nikla i Ni- legura i razliitih antikorozijskih slitina. Posebno su vani tehniki aluminij i Al- legure platirane istim aluminijem ili nekom antikorozijskom slitinom.

Slika 1. Prikaz mikrostrukture nakon platiranja

2.2. EKSPLOZIJSKO PLATIRANJE

Eksplozijsko platiranje se provodi upotrebom eksploziva (slika 2.). Postupak se provodi u naputenom otvorenom ruditu. Eksplozijsko platiranje se temelji na udarnom djelovanju detonacijom sloja prakastoga ili plastinog eksploziva, nanesenog na obraivani predmet. Eksplozijski pritisak putuje valovima i udarni val trenutno odbacuje oblogu prema podlozi i pritom je platira. Time nastaje spoj dvaju raznorodnih materijala, bez potrebe za zagrijavanjem i bez opasnosti od oksidacije. Adhezija ili vrstoa prianjanja esto je vea od vlane vrstoe slabijeg materijala u bimetalu. Brzina detonacije je 1,5-4 km/s, pri emu se u trenutnu sudara postie brzina obloge od oko 1 km/s, uz tlak Pa. Eksplozijsko platiranje se provodi u posebno opremljenim radnim prostorima.

Slika 2. Shematski prikaz postupka eksplozijskog platiranja

Dobivene obloge su sitnozrnate i relativno tvrde. Za kvalitetno platiranje je karakteristina valovita granina ploha izmeu podloge i prevlake (slika 3.). Jednim se eksplozivnim punjenjem mogu platirati podloge povrine do 30 m2. Eksplozijski se platiraju brojne kombinacije jezgara i obloga (ugljini s nehrajuim elikom, bakrom, niklom, molibdenom, niobijem, aluminijem, titanom i srebrom, zlato s platinom i paladijem).

Slika 3. Meupovrina titan/nehrajui elik (AISI 304) kod eksplozijskog platiranja

2.3. PLATIRANJE PRAHOM

Postupak platiranja prahom se temelji na utiskivanju metalnog praha na obraivani predmet. Postupak se provodi na taj nain da se predmeti predvieni za obradu prethodno tretiraju pomou tzv. promotora (vodena otopina smjese metalnog praha promjera 3-30 m i staklenih kuglica promjera 0,15-5 mm) koji nagrizanjem aktiviraju povrinu predmeta i metalnog praha.Staklene kuglice pri sudarima s predmetom deformiraju metalni prah i njegovim utiskivanjem nastaje metalna prevlaka koja se sastoji sraenih ploica. Nastajanje prevlake je, ustvari, posljedica udara staklenih kuglica o zrnca metalnog praha koji prilijee na podlogu, zbog ega se zrnca i spljotavaju. Trajanje obrade je 30-50 minuta, a provodi se do 90-95% iskoritenja metalnog praha (nakon ega prevlaka prestaje rasti). Debljina prevlake je 5-100 m.Platiranje prahom se najee provodi u rotacijskim bubnjevima ili zvonima u koje se ulau sitni predmeti (vijci, matice, zatici, kope, opruge, kuke). Maksimalna duljina obraivanih predmeta moe biti 250 mm, a maksimalna masa do 1 kg. Kapacitet bubnjeva moe biti od 0,5 kg do 2 t.Postupkom platiranja prahom nanose se meki metali na tvre. Dodavanjem praha od razliitih metala u bubanj ili zvono mogu se dobiti vieslojne prevlake.Pokazalo se da je metalizirani sloj kvalitetniji, ako se metalni prah dodaje u razmacima (npr. svakih 10 minuta). Nakon zavretka platiranja obraivani se predmeti vade iz bubnja, ispiru vodom i sue grijanjem. Staklene kuglice ponovno se vraaju u proces platiranja. Svojstva dobivene prevlake su srodna onim postignutim natrcavanjem, ali imaju niu poroznost, bolju adheziju i glau povrinu.

3. ZAKLJUAK

Platirani se materijali koriste u procesnoj industriji, termoenergetici, nuklearnoj tehnici, elektrotehnici, graevinarstvu itd. Platirane obloge su neporozne i odlino prianjaju uz jezgru.Nedostaci i oekivani problemi pri uporabi bimetala su: oteano zavarivanje, eventualne deformacije na povienim temperaturama; tehnologiju zavarivanja, a posebno izbor dodatnog materijala, treba prilagoavati vrsti podloge i prevlake; u platiranom materijalu nastaje velika koliina otpada kojeg je teko iskoristiti jer se sastoji od vie razliitih metala. Nedostatak platiranja je mogunost oksidacije povrina prije spajanja i zato je platiranje nuno provoditi u inertnoj atmosferi.Platiranje se moe provoditi i uporabom lasera za nanoenje vieslojnih Ni/Cu/Al prevlaka na magneziju ili SiC na nehrajuem eliku. Time se poboljava otpornost na koroziju kao i otpornost na troenje magnezija, odnosno nehrajueg elika.

12