FG-materiaalien valmistus. Sovelluskohtaisia ratkaisuja kulumisongelmiin

Liisa Heikinheimo, Petri Jokinen, Satu Nuutinen, Jaakko Salmi

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksessa on kehitetty FG (functionally graded) -materiaaleja sellaisiin teollisuuden sovelluskohteisiin, joissa korkeat lämpötilat, kulutus ja hapettavat olosuhteet tai kaikki kolme asettavat erityisvaatimuksia materiaalien kestävyydelle. Tavoitteena on ollut kehittää kyseisiin olosuhteisiin soveltuvia FG-materiaaleja, jotka kestävät perinteisiä materiaaliratkaisuja paremmin, hyödyntäen kehittyneitä materiaalien valmistustekniikoita, pintatekniikkaa ja liittämistekniikoita. Uudet ratkaisut on kehitetty suoraan teollisuuden esimerkkikomponenttien valmistamiseksi. Materiaalien ja valmistustekniikoiden osalta kehitettiin metalli-keraami ja metalli-metalli FG-materiaaleja, jotka soveltuvat sellaisiin komponentteihin, joiden käyttökohde on erityisesti korkeissa lämpötiloissa, hapettavissa ja/tai kuluttavissa olosuhteissa. Erityisesti FG-materiaalien valmistustekniikkaa kehitettiin siten,että tarvittava juoheva muutos materiaalista toiseen saadaan aikaan hallitusti. Valmistustekniikoina jauhemaisten materiaalien kompaktoinnissa käytettiin HIP- ja SHS-menetelmiä. Pinnoitustekniikoiden osalta kehitettiin termisesti ruiskutettuja gradienttipinnoitteita, jotka a) kestävät paremmin korroosiota ja b) tarttuvat paremmin kovien perusmateriaa-lien pinnalle. Käyttämällä kahta jauheensyötintä HVOF-prosessissa samanaikaisesti, selvitettiin mahdollisuudet valmistaa pinnoite, joka muuttuu asteittain metallisesta keraamiin. Liitostekniikan osalta kehitettiin keraami/keraamikomposiitti-metalliliitoksia, joissa liitospinta-alan koko on nykyistä käytössä olevaa teknologiaa suurempi ja joilla on hyvä pitkäaikaiskäytön ja lämpötilavaihteluiden kestävyys korotetuissa lämpötiloissa. Kehitetyistä liitostyypeistä valmistettiin täyden mittakaavan demonstraatiokappaleet.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages87
ISBN (Print)951-38-5002-1
Publication statusPublished - 1998
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesVTT Julkaisuja - Publikationer
Number829
ISSN1235-0613

Keywords

  • functional materials
  • functional gradient materials
  • manufacturing
  • wear resistance
  • durability
  • coatings
  • joining

Cite this