Thermal Spray Method ( Coating )

8/3/2019 Thermal Spray Method ( Coating )

1/59

Pelapisan Termal Spray

Material yang digunakan : secara prinsip adalah bentukbubuk, batang silindris panjang (rod) dan kabel.

Kabel yang terbuat dari logam (i.e Al atau Zn) atau alloy(i.e Ni + 5%wt Al) sangat utama digunakan dalam Flame-spraying (FS-wire) dan Arc spraying coating dan kabelkomposit yang padat di bagian tengah.

dimana mengandung

( Co atau FeCr) pada bagian

metal sheat dan bagian

tengahnya adalah WC.

dengan diameter terluar 3.18 & 4.76 mm


2/59


Flame spraying rod proses, biasa menggunakan

keramik berbentukroddalam kondisi pembakaran

dengan obor, yang dikenal dengan prosesRokide,

dimana keramik oksida terdepositkan. Biasanyakeramik rod yang pendek ditempatkan didalam

polietilen (PE) sheats dan proses flame spraying

menjadi kontinu, yang berguna untuk pelapisanyang membutuhkan ketebalan dan dalam skala

besar dalam fabrikasinya.


3/59


Keuntungan utama pelapisan denganmenggunakan kabel dan rod adalahdidapatkannya partikel yang terlelehkan

berukuran single, sehingga lamela didalampelapisan menjadi lebih homogen dibandingdengan menggunakan bubuk (powder), namunproduknya juga mengindikasikan porositas

sebagai kelemahannya. Oleh karena itupenggunaan powder lebih difokuskan dalammetode fabrikasi termal spraying.


4/59


Penggunaan Powder, harus memperhatikan sifat-

sifat fisika dan kimianya secara hati-hati.

Sifat Fisika yang harus diperhatikan :

1. granulometry

2. morfologi internal dan eksternalnya

3. penampakan kerapatan/densitas dan

kemampuan alirnya

4. sifat termal


5/59


Sifat kimia yang secara fundamental

mempengaruhi adalah ikatan kimia.

a. ikatan kovalen (diamond, SiC and Si3N4)

b. ikatan ionik ( Al2O3 dan ZrO2)

c. ikatan logam ( Ti dan Ta)

dan berikut mempengaruhi kualitas pelapisan:

a. komposisi kimia

b. kandungan fasa ; c.distribusi elemen


6/59


Metode produksi powder

beberapa tipe powder yang sering digunakan

dalam termal spraying :


7/59


Metode produksi powder


8/59


Sintering atau Fusion

Oksida, cermet dan karbida powder. Powder yang

dihasilkan berupa powder yang tidak beraturan dan

blockymembuat kemampuan alirnya buruk, danuntuk memperbaikinya dikirimkan ke spheroidization

didalam api atau plasma, untuk menhindari porositas.

Contoh : produk powder Cr2O3 dan Tungsten karbida

dengan Cobalt.


9/59



a. Produk powder Cr2O3

Bijih besi-kromium dengan pigmen hijau, kemudian

pigmen hijau yang terkandung dalam partikel submicronmengalami fusi dalam arc furnace selama 10-20 jam,

sehingga blok kromium oksida patah setelah pemindahan

lapisan terluar dan pada akhirnyajaw crusherdan double

rol-mill mereduksi blok kromium oksida yang tersisa.Fusi terjadi dibawah Tm yaitu 2710 K, dan sintering pun

biasa terjadi pada temp 0.7 x Tm.


10/59



produk komersial dari kromium powder yang telah

mengalami fusi dan crushing.

(Dengan SEM)

powder yang dihasil

kan sebagian besar

rapat dan blocky


11/59


Powder cermet Tungsten Karbida dengan kobalt.

carburizing Tungsten :


12/59


Continued


13/59


Cermet powder dari proses sintering dan crushing.


14/59


Beberapa produk powder komersial dari proses sintering,

fusing dan crushing.


15/59


Spray-drying agglomeration

Diaplikasikan dalam pabrikasi :


16/59


Spray-drying agglomeration

Proses mencakup perkenalan prekursor slurry yangterdispersi sempurna untuk di aglomerasikan, binderorganik dan air.

Preparasi powder dengan menggunakan spray drying :

a. Preparasi slurry

b. Atomisasi slurry menuju spray

c. kontak Spray-udara (mixing and flow)

d. drying of spray (evaporasi moistur dan volatil)

e. Pemisahan produk yang telang dikeringkan

f. Densifikasi powder (opsional)


17/59


Ilustrasi spray-drier.


18/59



19/59



20/59



21/59


Perlakuan awal sebelum termal spraying :

a. Surface cleaning

b. Surface shaping

c. Surface activation

d. Masking


22/59


1. Surface cleaning

a. perlakuan kimia,

b. elektrik arc treatment (Vakum)

2. Surface shaping, perlakuan geometris terhadap

substrat sesuai dengan spesifikasi yang diterima.


23/59

Pelapisan Termal Spray (surface

shaping)


24/59

Pelapisan Termal Spray (surface

shaping)


25/59


Surface Activation

Metode yang berlaku :


26/59


Grit-blasting, untuk mengaktivasi metalik substrat.


27/59


Water-jet treatment. Menjaga kebersihan permukaan yang

telah teraktivasi.


28/59


Laser-ablation, menggunakan laser Nd : YAG short pulse,

dengan sangat cepat menguapkan lapisan superficial diatas

permuakaan substrat.


29/59


Masking, berguna untuk aplikasi pelapisan yang

membutuhkan kecermatan tinggi, seperti alat-alat

elektronika. Contoh masking ( mechanical masking dengan

bantuan photolithography).


30/59


Teknik Termal spraying :

1. Flame spraying

2. Atmosphere plasma spraying

3. Arc spraying

4. Vacum plasma spraying

5. Detonation-Gun spraying

6. High velocity oxygen fuel

7. Controlled-atmosphere plasma spraying


31/59


Flame spraying.

Prinsip :


32/59

Pelapisan Termal Spray (flame spraying)


33/59



34/59



35/59


Parameter proses flame spraying.


36/59



37/59




38/59




39/59




40/59


Sifat pelapisan flame spraying


41/59

Pelapisan Termal Spray (atmosphere

plasma spraying)

Prinsip


42/59


plasma spraying)


43/59


plasma spraying)

Parameter proses


44/59


plasma spraying) cont


45/59




46/59




47/59




48/59




49/59


plasma spraying)

Sifat Pelapisan


50/59

Pelapisan Termal Spray (arc spraying)

Prinsip


51/59


Cont


52/59



53/59


Parameter Proses


54/59



55/59


l i l i


56/59


Sifat Pelapisan

A lik i T l S i ( i l d


57/59

Aplikasi Termal Spraying (aeronautical and

space Industry)

A lik i T l S i (C i


58/59

Aplikasi Termal Spraying (Ceramic

Industry)

A lik i T l S i (APS)


59/59

Aplikasi Termal Spraying (APS)

Documents

Thermal Spray Method ( Coating )