Application of coatings made by plasma spray and PVD methods for protecting graphite molds

Abstract

The results of our research on the application of coatings for protecting industrial casting molds are presented. Tests were carried out on graphite molds with deposited Al₂O₃ coatings containing the addition of glassy carbon and with W/Zr/DLC coatings, both examined after the process of pouring molds with molten aluminum bronze. The coatings were applied by two different methods; i.e., plasma spraying in the case of Al₂O₃ + glassy carbon coating and PVD in the case of W/Zr/DLC coating. Reference tests were also conducted on graphite molds without coating. The use of protective coatings on graphite molds seems to be an effective solution. Studies have shown that coatings have good resistance during the casting process. The liquid metal sticking to the surface did not penetrate deep inside the graphite mold. The use of coating technology reduces the amount of downtime necessary to replace worn molds and increases the efficiency of the casting process.

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące zastosowania powłok do ochrony grafitowych krystalizatorów przemysłowych. Badaniom poddano krystalizator grafitowy bez naniesionej powłoki, jak i z powłoką Al₂O₃ z dodatkiem węgla szklistego otrzymaną metodą natrysku plazmowego oraz krystalizator z powłoką W/Zr/DLC otrzymaną metodą PVD. Przeprowadzone badania dowodzą, że zastosowanie powłok w celu ochrony powierzchni krystalizatorów może być skutecznym rozwiązaniem. Badania wykazały, że zarówno powłoki ceramiczne Al₂O₃ + węgiel szklisty, jak i powłoka W/Zr-DLC zapewniają ochronę krystalizatora w trakcie kontaktu z ciekłym medium. Badania strukturalne oraz analiza składu chemicznego zostały przeprowadzane z zastosowaniem skaningowej mikroskopii elektronowej (HITACHI SU-70).