Hàn đắp Hardfacing là gì?

hàn đắp hardfacing là gì

1. Định nghĩa

Theo tiêu chuẩn AWS A3.0 của hiệp hội hàn Hoa Kỳ, Hardfacing là thuật ngữ tiêu chuẩn dùng để chỉ sự thay đổi bề mặt của một chi tiết mới hoặc đã bị mài mòn bằng một lớp đắp bởi vật liệu cứng, hoặc vật liệu chịu mài mòn, để làm tăng khả năng chịu mài mòn và khả năng làm việc cho chi tiết.

2. Phân loại:

Một số phương pháp thường được sử dụng để đắp hardfacing như: hàn đắp bằng hồ quang (arc weld hardfacing), phun phủ bằng nhiệt (thermal spraying), phun nóng chảy (spray-fuse).

Trong đó, phun phủ bằng nhiệt được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu cao về giảm thiểu biến dạng do nhiệt sinh ra, và đòi hỏi kiểm soát chiều dày và chất lượng lớp đắp. Vật liệu tiêu biểu cho phun nhiệt là WC-Co và Gốm-trên nền nhôm oxit (alumina-based ceramic). Lớp đắp khi phun nhiệt thường có chiều dày khoảng 0.3mm.

hàn đắp hardfacing - Thermal spraying
Đắp bề mặt bằng phun nhiệt

Phun nóng chảy (spray-fuse process) hay được biết đến với tên gọi phun bột (self-fluxing overlay coating), bao gồm 2 bước. Bước 1 là phun một lớp vật liệu đắp lên chi tiết với tốc độ phun chậm thông qua sử dụng ngọn lửa khí cháy (combustion flame), hoặc tốc độ phun lớn bằng nhiên liệu đốt-không khí (HVAF – High Vilocity Air Fuel) hoặc nhiên liệu đốt-oxy (HVOF – High Velocity Oxy fuel). Sử dụng HVOF khi bạn cần nhiệt độ cao hơn. Vật liệu phun thường ở dạng bột được đẩy vào phía ngọn lựa, sau đó được nung nóng và phun lên bề mặt chi tiết. Bước 2, lớp vật liệu phun này bị nung ngấu chảy với bề mặt của chi tiết bằng ngọn lửa (torch) hoặc trong lò chân không (vacuum furnace). Phương pháp này cho chất lượng lớp đắp không bị rỗ và có độ bền cao. Vật liệu phun thông thường trên nền Ni- hoặc Co- kết hợp với WC để tạo được lớp bề mặt chịu mài mòn tốt, thường có độ cứng trong dải từ 30-75 HRC.

hàn đắp hardfacing - spray-fuse
Phun nóng chảy

Hàn đắp (weld hardfacing) thường được sử dụng khi đòi hỏi lớp đắp có chiều dày lớn (từ 1-10mm) và độ bền cao. Có thể sử dụng rất nhiều phương pháp hàn cho quá trình hàn đắp như: GMAW, GTAW/TIG, Plasma transferred Arc (PTA), SAW, SMAW. Dải vật liệu hàn rất đa dạng theo từng ứng dụng cụ thể. Ví dụ vật liệu nền Cobalt-based alloy, Martensite và thép hợp kim cao, hợp kim niken, cacbit coban WC-Co.

hàn đắp hardfacing
Hàn đắp bề mặt chịu mài mòn hardfacing

3. Ưu điểm của Hardfacing

Hàn đắp Hardfacing là một phương pháp đắp vật liệu chống mòn với nhiều ưu điểm như:

  • Giá thành thấp.
  • Kéo dài được tuổi thọ hoạt động của chi tiết.
  • Giảm thiểu việc thay thế mới chi tiết, nên tiết kiệm chi phí.
  • Có thể sử dụng chi tiết với vật liệu cơ bản giá thành thấp, sau đó đắp lên lớp hợp kim chịu mòn.

4. Một số ứng dụng & khuyến cáo chọn vật liệu hàn đắp

Dưới đây là một số ứng dụng và các chi tiết thường yêu cầu hàn đắp chống mòn hardfacing thông dụng, và khuyến cáo lựa chọn que hàn đắp, dây hàn đắp của hãng Lincoln Electric. Double good JSC sẽ giới thiệu công nghệ hàn đắp cho các ứng dụng cụ thể trong các bài viết tiếp theo.

Ứng dụng hàn đắp bề mặt chịu mài mòn - hardfacing