La spruzzatura termica è una tecnica di trattamento superficiale che forma un rivestimento funzionale sulle superfici dei componenti spruzzando materiali fusi come metalli, ceramica e cermet. Questa tecnica è utilizzata per vari scopi, quali il miglioramento della resistenza all’usura, la resistenza alla corrosione e le proprietà isolanti e il ripristino delle dimensioni. Questa sezione presenta esempi di come utilizzare i microscopi digitali per osservare e misurare superfici e rivestimenti dopo la spruzzatura termica.

Osservazione e misurazione dopo la spruzzatura termica con microscopi digitali

Che cos’è la spruzzatura termica?

La spruzzatura termica è una tecnica di modifica della superficie che forma un rivestimento funzionale mediante l’applicazione di materiali come spray. I materiali, come metalli, ceramica e cermet, vengono fusi con gas o elettricità e spruzzati sulle superfici dei pezzi. Le particelle fuse spruzzate si raffreddano istantaneamente per formare un rivestimento funzionale.

Caratteristiche della spruzzatura termica

  • È possibile trattare le superfici dei componenti realizzati a partire da qualsiasi materiale, come metalli, ceramica e plastica.
  • È possibile selezionare un’ampia varietà di materiali per la spruzzatura, come metalli, ceramica e cermet.
  • L’effetto termico è basso e la deformazione termica è quasi assente.
  • Non vi sono limiti alle dimensioni dei pezzi.
  • È possibile effettuare la spruzzatura termica solo sulle aree necessarie.
  • Gli oggetti immobili, come i moli, possono essere trattati in loco.

Scopi ed effetti della spruzzatura termica

Prevenzione della ruggine, prevenzione della corrosione, resistenza alle sostanze chimiche
Prevenzione della corrosione causata dalla ruggine formata a causa dell’uso all’aperto e della corrosione causata dalle reazioni chimiche
Resistenza al calore, isolamento termico
Prevenzione della corrosione ad alta temperatura e aumento della temperatura sulle superfici dei pezzi
Lubrificazione, resistenza all’usura
I rivestimenti porosi forniscono alte prestazioni di lubrificazione, migliorando la durata.
Conduttività, isolamento
È possibile migliorare la conduttività spruzzando metalli e le proprietà di isolamento spruzzando ceramica.
Ripristino delle dimensioni
È possibile ripristinare i pezzi danneggiati a causa di usura o corrosione e correggere le dimensioni sovrapponendo materiali.
Trattamento non adesivo
Prevenzione dell’adesione ai materiali appiccicosi

Metodi tipici di spruzzatura termica

Spruzzatura di ossigeno combustibile

Spruzzatura a fiamma
Questo metodo di spruzzatura termica fonde e accelera i materiali di spruzzatura termica in una fiamma di combustione nell’aria ricca di gas combustibili, come acetile e ossigeno. Esistono due varianti: spruzzatura a fiamma in polvere e spruzzatura a fiamma a filo.
Spruzzatura a fiamma ad alta velocità
Questo metodo consente la collisione dei materiali di spruzzatura termica con il materiale del target a velocità supersonica attraverso la combustione del combustibile liquido (kerosene) e ossigeno per formare il rivestimento.

Spruzzatura elettrica

Spruzzatura ad arco elettrico
Questo metodo di spruzzatura termica genera un arco tra le punte di due fili metallici (materiali di spruzzatura termica) per fonderle e soffia i materiali fusi con un getto d’aria compressa.
Spruzzatura a plasma
Questo metodo di spruzzatura termica alimenta i materiali di spruzzatura termica a una fiamma al plasma e consente la collisione dei materiali con il materiale del target a velocità supersonica per formare il rivestimento.

Esempi di osservazione e misurazione dopo la spruzzatura termica con microscopi digitali

Questi sono recenti esempi di osservazione e misurazione dopo la spruzzatura termica con il Microscopio digitale 4K della Serie VHX di KEYENCE.

Osservazione superficiale dopo la spruzzatura termica

VHX-E20, 80×, illuminazione anulare

Sinistra: immagine normale
Destra: immagine della modalità Effetto ombra ottico

Osservazione superficiale dopo la spruzzatura termica

VHX-E100, 300×, illuminazione coassiale

Sinistra: immagine normale
In alto a destra: immagine della modalità Effetto ombra ottico
In basso a destra: immagine della mappa a colori

Le superfici venivano osservate utilizzando microscopi elettronici a scansione (SEM), ma ora possono essere osservate in modalità Effetto ombra ottico.

Osservazione superficiale dopo la spruzzatura termica

ZS-200, 200×, illuminazione anulare, illuminazione multiangolare

Immagine normale
Immagine a illuminazione multiangolare
La funzione di illuminazione multiangolare enfatizza le irregolarità superficiali sui rivestimenti a spruzzatura termica.

Osservazione dei graffi su un rivestimento a spruzzatura termica

ZS-20, 150×, illuminazione anulare + illuminazione multiangolare

Immagine normale
Immagine a illuminazione multiangolare
La funzione di illuminazione multiangolare consente la verifica di graffi trasparenti.

Osservazione di un rivestimento a spruzzatura termica

VH-Z500, 500×, illuminazione coassiale + HDR

Sinistra: immagine normale con illuminazione parziale coassiale
Destra: filtro di polarizzazione + immagine HDR
I rivestimenti a spruzzatura termica venivano osservati con i SEM, ma ora possono essere osservati con facilità utilizzando il filtro di polarizzazione e la funzione HDR.

Misurazione dello spessore di un rivestimento a spruzzatura termica

ZS-200, 1000×, illuminazione coassiale

La Serie VHX può essere utilizzata non solo per l’osservazione, ma anche come microscopio di misurazione.