Pelapisan Termal Spray

1
Pelapisan Termal Spray

• Material yang digunakan secara prinsip adalah
  bentuk bubuk, batang silindris panjang (rod) dan
  kabel.
• Kabel yang terbuat dari logam (i.e Al atau Zn)
  atau alloy (i.e Ni 5wt Al) sangat utama
  digunakan dalam Flame-spraying (FS-wire) dan Arc
  spraying coating dan kabel komposit 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
Pelapisan Termal Spray

• Flame spraying rod proses, biasa menggunakan
  keramik berbentuk rod dalam kondisi pembakaran
  dengan obor, yang dikenal dengan proses Rokide,
  dimana keramik oksida terdepositkan. Biasanya
  keramik rod yang pendek ditempatkan didalam
  polietilen (PE) sheats dan proses flame spraying
  menjadi kontinu, yang berguna untuk pelapisan
  yang membutuhkan ketebalan dan dalam skala besar
  dalam fabrikasinya.

3
Pelapisan Termal Spray

• Keuntungan utama pelapisan dengan menggunakan
  kabel dan rod adalah didapatkannya partikel yang
  terlelehkan berukuran single, sehingga lamela
  didalam pelapisan menjadi lebih homogen dibanding
  dengan menggunakan bubuk (powder), namun
  produknya juga mengindikasikan porositas sebagai
  kelemahannya. Oleh karena itu penggunaan powder
  lebih difokuskan dalam metode fabrikasi termal
  spraying.

4
Pelapisan Termal Spray

• 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
Pelapisan Termal Spray

• 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
Pelapisan Termal Spray

• Metode produksi powder
• beberapa tipe powder yang sering digunakan dalam
  termal spraying

7
Pelapisan Termal Spray

• Metode produksi powder

8
Pelapisan Termal Spray

• Sintering atau Fusion
• Oksida, cermet dan karbida powder. Powder yang
  dihasilkan berupa powder yang tidak beraturan dan
  blocky membuat kemampuan alirnya buruk, dan
  untuk memperbaikinya dikirimkan ke
  spheroidization didalam api atau plasma, untuk
  menhindari porositas.
• Contoh produk powder Cr2O3 dan Tungsten karbida
  dengan Cobalt.

9
Pelapisan Termal Spray

• Sintering atau Fusion
• a. Produk powder Cr2O3
• Bijih besi-kromium dengan pigmen hijau, kemudian
  pigmen hijau yang terkandung dalam partikel
  submicron mengalami fusi dalam arc furnace selama
  10-20 jam, sehingga blok kromium oksida patah
  setelah pemindahan lapisan terluar dan pada
  akhirnya jaw crusher dan 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
Pelapisan Termal Spray

• Sintering atau Fusion
• produk komersial dari kromium powder yang telah
  mengalami fusi dan crushing.
• (Dengan SEM)
• powder yang dihasil
• kan sebagian besar
• rapat dan blocky

11
Pelapisan Termal Spray

• Powder cermet Tungsten Karbida dengan kobalt.
• carburizing Tungsten

12
Pelapisan Termal Spray

• Continued

13
Pelapisan Termal Spray

• Cermet powder dari proses sintering dan crushing.

14
Pelapisan Termal Spray

• Beberapa produk powder komersial dari proses
  sintering, fusing dan crushing.

15
Pelapisan Termal Spray

• Spray-drying agglomeration
• Diaplikasikan dalam pabrikasi

16
Pelapisan Termal Spray

• Spray-drying agglomeration
• Proses mencakup perkenalan prekursor slurry yang
  terdispersi sempurna untuk di aglomerasikan,
  binder organik 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
Pelapisan Termal Spray

• Ilustrasi spray-drier.

18
Pelapisan Termal Spray
19
Pelapisan Termal Spray
20
Pelapisan Termal Spray
21
Pelapisan Termal Spray

• Perlakuan awal sebelum termal spraying
• a. Surface cleaning
• b. Surface shaping
• c. Surface activation
• d. Masking

22
Pelapisan Termal Spray

• 1. Surface cleaning
• a. perlakuan kimia,
• b. elektrik arc treatment (Vakum)
• 2. Surface shaping, perlakuan geometris terhadap
  substrat sesuai dengan spesifikasi yang diterima.

23
Pelapisan Termal Spray (surface shaping)
24
Pelapisan Termal Spray (surface shaping)
25
Pelapisan Termal Spray

• Surface Activation
• Metode yang berlaku

26
Pelapisan Termal Spray

• Grit-blasting, untuk mengaktivasi metalik
  substrat.

27
Pelapisan Termal Spray

• Water-jet treatment. Menjaga kebersihan permukaan
  yang telah teraktivasi.

28
Pelapisan Termal Spray

• Laser-ablation, menggunakan laser Nd YAG short
  pulse, dengan sangat cepat menguapkan lapisan
  superficial diatas permuakaan substrat.

29
Pelapisan Termal Spray

• Masking, berguna untuk aplikasi pelapisan yang
  membutuhkan kecermatan tinggi, seperti alat-alat
  elektronika. Contoh masking ( mechanical masking
  dengan bantuan photolithography).

30
Pelapisan Termal Spray

• 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
Pelapisan Termal Spray

• Flame spraying.
• Prinsip

32
Pelapisan Termal Spray (flame spraying)
33
Pelapisan Termal Spray (flame spraying)
34
Pelapisan Termal Spray (flame spraying)
35
Pelapisan Termal Spray (flame spraying)

• Parameter proses flame spraying.

36
Pelapisan Termal Spray (flame spraying)
37
Pelapisan Termal Spray (flame spraying)

• Parameter proses flame spraying.

38
Pelapisan Termal Spray (flame spraying)

• Parameter proses flame spraying.

39
Pelapisan Termal Spray (flame spraying)

• Parameter proses flame spraying.

40
Pelapisan Termal Spray (flame spraying)

• Sifat pelapisan flame spraying

41
Pelapisan Termal Spray (atmosphere plasma
spraying)

• Prinsip

42
Pelapisan Termal Spray (atmosphere plasma
spraying)
43
Pelapisan Termal Spray (atmosphere plasma
spraying)

• Parameter proses

44
Pelapisan Termal Spray (atmosphere plasma
spraying) cont
45
Pelapisan Termal Spray (atmosphere plasma
spraying) cont
46
Pelapisan Termal Spray (atmosphere plasma
spraying) cont
47
Pelapisan Termal Spray (atmosphere plasma
spraying) cont
48
Pelapisan Termal Spray (atmosphere plasma
spraying) cont
49
Pelapisan Termal Spray (atmosphere plasma
spraying)

• Sifat Pelapisan

50
Pelapisan Termal Spray (arc spraying)

• Prinsip

51
Pelapisan Termal Spray (arc spraying)

• Cont

52
Pelapisan Termal Spray (arc spraying)
53
Pelapisan Termal Spray (arc spraying)

• Parameter Proses

54
Pelapisan Termal Spray (arc spraying)
55
Pelapisan Termal Spray (arc spraying)
56
Pelapisan Termal Spray (arc spraying)

• Sifat Pelapisan

57
Aplikasi Termal Spraying (aeronautical and space
Industry)
58
Aplikasi Termal Spraying (Ceramic Industry)
59
Aplikasi Termal Spraying (APS)