background image

1. INŻYNIERIA POWIERZCHNI - WPROWADZENIE  
 
1.1. Pojęcia podstawowe 
Podczas eksploatacji maszyn, urządzeń, instalacji, materiały, z których zostały one 
wytworzone ulegają zużyciu.  Proces zużycia jest spowodowany przez oddziaływanie 
wymuszeń zewnętrznych - mechanicznych, cieplnych, chemicznych, elektrochemicznych, 
mikrobiologicznych, elektrycznych lub promieniowania. W rzeczywistości zużycie jest 
najczęściej wynikiem współdziałania różnych czynników, z dominacją czynnika, którego 
ujawnienie pozwala zastosować właściwe sposoby przeciwdziałania niszczeniu. 
Procesy zużycia przebiegają od powierzchni ciała stałego w głąb, prowadząc do zmian 
właściwości i uszkodzeń, a zasięg oddziaływania wymuszeń zewnętrznych, stanowiących 
przyczyny zużycia eksploatacyjnego wyznacza tzw. eksploatacyjną warstwę wierzchnią
Pod tym pojęciem rozumie się strefę materiału zawartą między powierzchnią zewnętrzną a 
umowną powierzchnią wewnątrz ciała stałego, ograniczającą zasięg oddziaływania wymuszeń 
zewnętrznych. Pojęcie to jest analogiczne do pojęcia warstwy wierzchniej zawartej w polskiej 
normie.  Warstwa wierzchnia to część materiału, z jednej strony ograniczona rzeczywistą 
powierzchnią ciała stałego, a z drugiej materiałem rdzenia, składająca się z kilku stref 
przechodzących płynnie jedna w drugą, o zróżnicowanych rozmiarach, odmiennych cechach 
fizycznych i niekiedy chemicznych, w stosunku do cech materiału rdzenia (rys. 1.1). 
 

 
 
 
 
Rys. 1.1. Schemat budowy metalu  
w przekroju od powierzchni 
 

Najpowszechniej występującymi procesami powierzchniowego niszczenia materiałów są: 

−  korozja, 

−  zużycie przez tarcie. 

Biorąc pod uwagę skutki, zużycie może przebiegać z szybkością adekwatną do założonej 
trwałości obiektu – określane jako zużycie normalne, bądź przebiegać z nadmierną 
szybkością prowadzącą do przedwczesnego zużycia lub awarii obiektu. Niezależnie od 
skutków, należy zawsze przeciwdziałać zużyciu mając na uwadze zwiększenie trwałości 
elementów maszyn i ich niezawodność. Straty wywołane procesami zużycia są ogromne i 
trudne do oszacowania, ponieważ dotyczą strat materiałów, robocizny, energii, remontów i in. 
Szacuje się, że tylko roczne straty wskutek korozji są bliskie kosztom rocznej produkcji około 
30% tworzyw metalowych.  
Przeciwdziałanie zużyciu rozpoczyna się w procesie projektowania konstrukcji, lub maszyny 
i musi być kontynuowane w procesie wytwarzania i eksploatacji. Jednym z podstawowych 
problemów jest dobór materiałów do danych warunków eksploatacji zabezpieczający trwałość 
w przewidywanym czasie projektowym użytkowania konstrukcji, w fazie projektowania 
stosowanie m.in. kształtów geometrycznych elementów konstrukcji, minimalizujących 

background image

podatność na niszczenie powierzchniowe, zastosowanie właściwych metod technologicznych 
podczas wytwarzania, które nie wywołują obniżenia tej podatności oraz uwzględnienie 
możliwości i metod remontów w czasie założonego czasu eksploatacji. Na wszystkich tych 
etapach nadal ciągle poszukuje się sposobów zmniejszania zużycia, przy czym duże 
możliwości postępu istnieją w dziedzinie nowych materiałów i udoskonalanie już 
stosowanych. Szczególnie wielkie możliwości wiąże się z nowymi technologiami 
udoskonalającymi warstwę wierzchnią materiałów. 
Kształtując za pomocą odpowiedniej technologii warstwę wierzchnią elementów maszyn  
i urządzeń, można wydatnie zwiększyć jej trwałość. Zmiany właściwości warstwy 
wierzchniej materiałów metalowych mogą być wywołane przez pojedyncze lub łączne 
oddziaływanie sił mechanicznych i elektrycznych, ciepła, czynników chemicznych, a ich 
przebieg jest płynny od powierzchni w kierunku rdzenia, rys. 1.2a. Zmiany właściwości 
można dokonać również przez trwałe naniesienie na chronioną powierzchnię warstwy 
materiału stanowiącej powłokę, charakter zmian właściwości jest wówczas skokowy rys. 
1.2b. Przez określenie - powłoka ochronna - przyjmuje się warstwę metalu, stopu, materiału 
ceramicznego, tworzywa sztucznego i in. naniesioną trwale na powierzchnię metalu 
chronionego, który zasadniczo pozostaje w tym samym stanie w jakim był przed nałożeniem 
powłoki,. Warstwy wierzchnie i powłoki ochronne przyjęto umownie nazywać  warstwami 
powierzchniowymi
. Mogą być one wytwarzane jako pojedyncze i wielokrotne oraz łącznie 
np. powłoki na warstwach wierzchnich, a przebieg zmian właściwości jest złożony, rys.1.2c. 
 

 

 

Rys. 1.2.  Zmiany właściwości warstw powierzchniowych w zależności od odległości od 

powierzchni; 1 – zmodyfikowana warstwa wierzchnia, 2 – powłoka, 3 – rdzeń,  

4 – powierzchnia początkowa przedmiotu, 5 - powierzchnia końcowa przedmiotu. 

a) warstwa wierzchnia,  b) powłoka,  c) powłoka na warstwie wierzchniej 

 
Podstawową funkcją warstw powierzchniowych jest odizolowanie chronionego metalu od 
środowiska oraz zastosowanie pokrycia z materiału, który posiada większą odporność np. na 
korozję, zużycie  ścierne, czy własności antyadhezyjne, bądź nadanie lepszych własności 
warstwie wierzchniej chronionego metalu przez wprowadzenie zmiany składu chemicznego, a 
także struktury.  

background image

W wypadku ochrony metali przed korozją przy pomocy powłok metalowych występuje 
jeszcze poza funkcją izolacji od środowiska bardzo ważny mechanizm ochrony – ochrona 
elektrochemiczna. Polega ona na pokrywaniu metalu powłoką metalu o bardziej 
elektroujemnym potencjale, który sam ulegając korozji tworzy bardziej szczelne produkty 
korozji, które także wypełniają uszkodzenia powłoki nie dopuszczając do korozji chronionego 
podłoża. Taki rodzaj powłok nazywa się  powłokami anodowymi, przykładem ich jest 
powłoka cynku na stali, której mechanizm działania przedstawiono na rys. 1.3a. Jeżeli zaś 
metal powłoki posiada potencjał elektrochemiczny wyższy niż posiada metal podłoża, to ten 
rodzaj powłoki nazywa się powłoką katodową, a jej ochrona sprowadza się do odizolowania 
chronionego podłoża od środowiska korozyjnego. Ten rodzaj zabezpieczenia wymaga 
całkowitej szczelności powłoki, w przeciwnym razie podłoże ulega silnej korozji wżerowej, 
jak w wypadku powłoki cynowej na stali przedstawiony na rys. 1.3b. 
 

Rys. 1.3.  Mechanizm ochrony podłoża stali niestopowej przez powłokę: 

 a) anodową – cynkową, b) katodową – cynową;  

1 – środowisko korozyjne, 2 – podłoże (stal), 3 – powłoka cynkowa, 4 – produkty korozji 

cynku, 5 – powłoka cynowa, 6 – produkty korozji cyny 

 

Zagadnieniami konstruowania, wytwarzania, badania i stosowania warstw powierzchniowych 
zajmuje się  inżynieria powierzchni. Jest to dziedzina nauki i techniki stosunkowo nowa, 
wyodrębniona w latach 60-tych XX wieku. Inżynieria powierzchni oferuje zarówno 
modyfikacje warstw wierzchnich, jak i nakładanie powłok, bądź kombinacje powłok na 
zmodyfikowanych warstwach wierzchnich. Mogą one być metalami, niemetalami (polimery, 
ceramika) bądź kombinacjami metal – niemetal. Wynikają stąd znaczne zróżnicowania 
właściwości, budowy, mechanizmu niszczenia itd. Celem końcowym tych działań powinno 
być sprostanie przez konstrukcję, urządzenie czy wyrób wymaganiom: dużej funkcjonalności,  
długiego okresu użytkowania, estetycznego wykończenia oraz ograniczenia nakładów 
produkcyjnych i eksploatacyjnych. 
Ograniczanie występowania zużycia wskutek korozji, tarcia, erozji i in. procesów niszczenia 
ma nie tylko zapobiegać stratom materiałowym, przedłużać czas użytkowania, ale także 
eliminować powstawania elementów odpadowych. Po upływie zaś okresu użytkowania 
materiał powinien nadawać się do powtórnego wykorzystania jako surowiec do przetwórstwa. 
Ponowne przetwarzanie materiału stanowi bowiem ważny wkład w ochronę  środowiska 
naturalnego. 
 

background image

1.2. Metody wytwarzania warstw powierzchniowych i ich charakterystyka 
 
Podział metod wytwarzania warstw powierzchniowych przedstawiono schematycznie w tabl. 
1.1. Wszystkie wymienione metody mogą być wykorzystane do wytwarzania zarówno 
powłok ochronnych jak i warstw wierzchnich z wyjątkiem metod mechanicznych służących 
tylko do wytwarzania warstw wierzchnich. 
Zależnie od rodzaju materiału osadzanego na podłożu metalowym, powłoki ochronne dzieli 
się na dwie główne grupy: powłoki metalowe i powłoki niemetalowe. 
Powłoki metalowe wytwarza się najczęściej z: cynku, chromu, niklu, miedzi, aluminium, 
kadmu, cyny, stali nierdzewnej, metodą: galwaniczną, zanurzeniową, natryskową, przez 
platerowanie. Poza wymienionymi metodami klasycznymi stosuje się też liczne nowej 
generacji, jak implantacja jonów, techniki laserowe. 
Drugą główną grupą powłok ochronnych stanowią powłoki niemetalowe. Zalicza się do nich 
powłoki nieorganiczne i organiczne. Do powłok nieorganicznych należą pokrycia ceramiczne, 
emalierskie i konwersyjne, a do organicznych - powłoki malarskie, z tworzyw sztucznych 
oraz gumowe. 
Wszystkie powłoki ochronne powinny odpowiadać następującym podstawowym 
wymaganiom. Muszą być szczelne, nieprzepuszczalne, powinny posiadać dobrą przyczepność 
do podłoża i zdolność krycia powierzchni. Istotną rolę dla uzyskania powłok odpowiedniej 
jakości odgrywa dokładne przygotowanie powierzchni pokrywanego metalu oraz 
przestrzeganie warunków technologicznych procesu nanoszenia warstwy. 
Dla każdego rodzaju wytwarzanych warstw powierzchniowych niezbędne jest przygotowanie 
podłoża, które musi uwzględniać specyfikę nakładania warstw. Przygotowanie powierzchni 
polega na oczyszczaniu, tj usunięciu zanieczyszczeń, zgorzeliny, produktów korozji, 
usunięciu nierówności ewentualnie nadanie odpowiedniej gładkości, oraz odtłuszczanie. 
Bezpośrednio po tych zabiegach powinny być nakładane warstwy, aby nie dopuścić do 
pokrycia się oczyszczonej powierzchni produktami korozji. 
Do podstawowych metod oczyszczania powierzchni metali zalicza się metody mechaniczne, 
chemiczne lub elektrochemiczne i cieplne.  
Metody mechaniczne stosuje się przy przygotowywani powierzchni do nakładania warstw 
powierzchniowych metodami cieplno-mechanicznymi: metalizacji natryskowej, platerowaniu 
i in. (tabl.1.1) cieplno-chemicznymi (z wykorzystaniem procesów dyfuzji) i chemicznymi 
(powłoki malarskie, z tworzyw sztucznych). Metody oczyszczania mechanicznego obejmują; 
oczyszczania przy pomocy narzędzi, głównie napędzanych elektrycznie i pneumatycznie, 
metody strumieniowo-ścierne, strumieniowo-wirnikowe. 
Do podstawowych operacji oczyszczanie chemicznego lub elektrochemicznego należą; 
odtłuszczanie, trawienie, polerowanie. Celem odtłuszczania jest usunięcie zanieczyszczeń 
pochodzenia organicznego, tłuszczów, smarów, przez rozpuszczanie w rozpuszczalnikach 
organicznych (najskuteczniejsze w parach rozpuszczalników). Odtłuszczanie w roztworach 
alkaliów przeprowadza się przed operacją trawienia, musi ono być zakończone dokładnym 
płukaniem w zimnej i gorącej wodzie. Odtłuszczanie elektrolityczne należy do 
najskuteczniejszych metod oczyszczania dzięki oddziaływaniu wydzielających się gazów na 
elektrodach; wodoru  (proces katodowy) i  tlenu (proces anodowy). Najwyższy stopień 
czystości podłoża i gładkości można uzyskać przez polerowanie elektrolityczne.  
Skuteczność oczyszczania podłoża oceniana jest według uzyskanego stopnia czystości, który 
obejmuje ocenę wyglądu ogólnego powierzchni, śladów korozji, pozostałości zgorzeliny i 
obecności innych zanieczyszczeń. Przy wyborze metody przygotowania powierzchni bierze 
się przede wszystkim pod uwagę przeznaczenie chronionego obiektu, warunki i czas 
eksploatacji oraz rodzaj pokrycia., a także względy ekonomiczne.  
 
 

background image

1.2.1. Metody mechaniczne 
W metodach mechanicznych wykorzystuje się nacisk narzędzia albo energię kinetyczną 
narzędzia lub swobodnych cząstek w celu umocnienia na zimno warstwy wierzchniej metalu, 
lub otrzymania powłoki na zimnym metalu podłoża poprzez: 
-  nagniatanie naporowe - wywieranie stałego lub zmiennego nacisku na powierzchnię 
obrabianego przedmiotu przez narzędzie o powierzchni gładkiej w postaci krążka 
(krążkowanie), kulki(kulkowanie), rolki(rolkowanie) w celu umocnienia warstwy 
wierzchniej, 
-  nagniatanie udarowe - wykorzystanie energii kinetycznej stalowych, ceramicznych lub 
szklanych cząstek w postaci kulek lub śrutu, miotanych siłą odśrodkową lub strumieniem 
sprężonego powietrza (kulowanie) albo energii kinetycznej gładkiego narzędzia 
(młotkowanie) uderzającego w powierzchnię obrabianego przedmiotu w celu umocnienia 
warstwy wierzchniej. 
 
1.2.2. Metody cieplno-mechaniczne 
W metodach cieplno-mechanicznych wykorzystuje się połączone oddziaływanie ciepła i 
nacisku w celu otrzymania powłok, rzadziej warstw wierzchnich, przez: 
-  natryskiwanie (cieplne, płomieniowe, detonacyjne) - powlekanie przedmiotów, głównie 
metalowych warstwą  materiałów powłokowych przez pneumatyczne rozpylenie drobnych 
cząstek materiału powłokowego w płomieniu gazu, łuku elektrycznym bądź plazmy i nadanie 
im  dużej energii kinetycznej w celu wywarcia na pokrywaną powierzchnię nacisku 
umożliwiającego dobrą przyczepność natryskiwanej powłoki do podłoża. Jeżeli materiałem 
natryskiwanym jest metal, proces nazywa się metalizacją natryskową. Odmianą natryskiwania 
jest natapianie natryskowe - metalizacja natryskowa połączona z obróbką cieplną warstwy 
natryskiwanej w płomieniu gazowym lub w łuku elektrycznym, 
-  platerowanie powierzchni - pokrycie metalu podłoża innym metalem lub stopem przez 
wytworzenie nacisku na metal pokrywający np. przez walcowanie, detonację w odpowiednio 
podwyższonej temperaturze, 
-  utwardzanie detonacyjne metalu przez falę uderzeniową powstającą w wyniku 
gwałtownego odparowania metalu podłoża pod działaniem bardzo silnie skoncentrowanego  
strumienia elektronów (utwardzanie elektronowe) lub fotonów (utwardzanie laserowe) przy 
wzroście temperatury podłoża, bądź detonacji materiału wybuchowego. 
 
1.2.3. Metody cieplne 
W metodach cieplnych wykorzystuje się zjawiska związane z oddziaływaniem ciepła na 
metale, w celu uzyskania: 
- zmiany struktury tworzyw metalowych w stanie stałym (hartowanie, odpuszczanie, 
wyżarzanie), 
- zmiany stanu skupienia: przeprowadzenie ze stanu stałego w ciekły i następnie ponownie w 
stan stały tworzywa pokrywanego (nadtapianie) lub pokrywającego (napawanie, natapianie). 
Ponadto przeprowadzenie ze stanu ciekłego w stan stały tworzywa powłokowego (powlekanie 
zanurzeniowe). 
Hartowanie, odpuszczanie i wyżarzanie przeprowadzane przez nagrzewanie warstwy 
wierzchniej metodą indukcyjną, płomieniową, plazmą, wiązką lasera i in., a następnie 
chłodzenie z określonymi szybkościami wywołuje zmiany struktury tworzywa metalowego, a 
tym samym określone zmiany własności mechanicznych, chemicznych i fizycznych, bez 
zmiany składu chemicznego. 
Nadtapianie - wygładzanie powierzchni tworzywa metalowego albo wytworzenie struktury 
amorficznej (szkła metalowego) warstwy nadtopionej różniącej się od rdzenia własnościami 

background image

fizycznymi i chemicznymi, ale zachowującej ten sam skład chemiczny. Nadtapianie 
przeprowadza się przez grzanie laserowe, elektronowe lub płomieniowe. 
Napawanie - pokrywanie powierzchni metalu warstwą stopiwa tworzącą powłokę o 
własnościach zbliżonych do podłoża, w wypadku stosowania jej w celu regeneracji, lub o 
właściwościach odmiennych od podłoża, w wypadku zastosowania jej w celu podwyższenia 
trwałości eksploatacyjnej. Napawanie przeprowadza się technikami spawalniczymi, głównie 
łukowymi i płomieniowymi. 
Natapianie - nanoszenie na podłoże metalowe powłoki z czystego metalu lub stopu 
związków metali, bądź innych materiałów o właściwościach różnych od metalu podłoża, za 
pomocą grzania laserowego, elektronowego lub elektroiskrowego. Natapianie zalicza się 
także do metod platerowania, bowiem skurcz odlewniczy wywiera nacisk na materiał 
pokrywany, zapewniając trwałe połączenie. 
 
1.2.4. Metody cieplno-chemiczne 
W metodach cieplno-chemicznych wykorzystuje się połączone oddziaływanie: 
- ciepła i ośrodka aktywnego względem obrabianego tworzywa metalowego, w celu nasycenia 
go  żądanym pierwiastkiem lub pierwiastkami wywołującymi zmiany składu chemicznego,  
struktury i własności, 
- ciepła i czynników chemicznych (reakcji sieciowania polimerów) na tworzywa powłokowe 
w celu ich zestalenia (utwardzenia). 
Nasycanie dyfuzyjne - proces nasycania warstwy wierzchniej metali pierwiastkami 
zawartymi w ośrodkach stałych, ciekłych lub gazowych, w celu wywołania zmian składu 
chemicznego, struktury i właściwości. Wyróżnia się sposoby obróbki cieplno-chemicznej 
typu klasycznego (np. nawęglanie, azotowanie, chromowanie) określane mianem 
niewspomaganych, oraz metody nasycania dyfuzyjnego z udziałem czynnika 
przyspieszającego i aktywującego proces dyfuzyjny, określany jako wspomagany. Procesy 
wspomagane należą do technik nowej generacji, spośród których należą tu metody CVD 
(Chemical Vapour Deposition - chemiczne osadzanie z fazy gazowej) i PACVD (Plasma 
Assisted Chemical Vapour Deposition). 
Stopowanie laserowe lub elektronowe - proces nasycania, w którym występuje mieszanie 
pierwiastka lub pierwiastków stopowych z przetopionym bądź nie przetopionym materiałem 
podłoża oraz częściowo dyfuzja. Stopowanie przeprowadza się za pomocą strumienia 
laserowego lub wiązki elektronów. 
Zestalanie cieplno-chemiczne -nieodwracalne przejście polimerów termoutwardzalnych 
naniesionych na powierzchnię metalu, ze stanu ciekłego lub plastycznego w stan stały, w 
wyniku działania ciepła i reakcji chemicznych,  w celu uzyskania powłok malarskich. 
 
1.2.5. Metody elektrochemiczne i chemiczne 
W metodach elektrochemicznych i chemicznych wykorzystuje się w celu wytworzenia 
powłoki metalowej (osadzanie) lub niemetalowej (osadzanie lub zestalanie) na powierzchni 
metalu: 
- redukcję elektrochemiczną (powłoki elektrolityczne i konwersyjne), 
- redukcję chemiczną (powłoki chemiczne i konwersyjne), 
- reakcję chemiczną (powłoki malarskie). 
Osadzanie elektrolityczne (galwaniczne) - pokrywanie metalu stanowiącego katodę w 
procesie elektrolizy, jonami metalu zawartymi w elektrolicie i ulegającymi redukcji i 
formującymi powłokę, podczas przepływu prądu stałego przez elektrolit.  
Osadzanie chemiczne (bezprądowe) - wytwarzanie powłok z metalu lub stopu w wyniku 
redukcji chemicznej w kąpielach lub przez natrysk na powierzchnie metali, na które trudno 

background image

jest nałożyć powłoki elektrolityczne z powodu złożonego kształtu pokrywanych 
przedmiotów. 
Osadzanie konwersyjne - wytwarzanie na powierzchni metalu szczelnej warstwy trudno 
rozpuszczalnych związków chemicznych utworzonych z metalu podłoża i jonów z roztworu 
reagującego  środowiska, w którym zanurzony jest pokrywany przedmiot lub który został 
natryskany. Podczas formowania powłoki konwersyjnej warstwa podłoża jest utleniona 
chemicznie lub elektrochemicznie, a powstające jony metalu uczestniczą w tworzeniu 
powłoki. 
Zestalanie chemiczne materiałów malarskich - utlenianie się w temperaturze otoczenia lub 
podwyższonej, przy zetknięciu z tlenem powietrza, albo sieciowanie, bez udziału tlenu, 
polimerów chemoutwardzalnych w temperaturze otoczenia, wskutek polimeryzacji, 
polikondensacji lub poliaddycji. 
 
1.2.6. Metody fizyczne 
Metody fizyczne służą do wytwarzania na powierzchniach metali lub niemetali powłoki 
związanej z podłożem adhezyjnie, a w mniejszym stopniu dyfuzyjnie, bądź też  służą  do   
wytworzenia warstwy wierzchniej, wykorzystując różne zjawiska fizyczne, przebiegające pod 
obniżonym ciśnieniem, często z udziałem jonów, jak naparowanie, napylenie, rozpylanie, 
implantowanie jonów lub pierwiastków metali i niemetali. 
Osadzanie z fazy gazowej (metody PVD - Physical Vapour Deposition - fizyczne osadzanie 
z fazy gazowej) metali lub jonów polega - przy wykorzystaniu grzania oporowego, łukowego, 
elektronowego laserowego - na doprowadzeniu osadzanego trudno topliwego metalu do stanu 
pary i osadzeniu go przez naparowanie, napylenie lub rozpylenie na powierzchni zimnego lub 
nieznacznie podgrzanego podłoża samego metalu lub związku metalu z gazem (np. azotków, 
węglików, borków) przy wykorzystaniu zjawisk elektrycznych; procesy wykorzystujące 
wyładowania jarzeniowe nazywają się PAPVD (Plasma Assisted PVD - wspomagane plazmą 
fizyczne osadzanie z fazy gazowej).  
Implantowanie jonów metali i niemetali polega na jonizacji par metalu lub gazu i 
przyspieszaniu jonów dodatnich za pomocą pól elektrycznych do takich prędkości, przy 
których energia kinetyczna jonów wystarcza do wniknięcia w metal czy niemetal na 
głębokość kilku lub więcej warstw atomowych (implantacja jonów pierwotnych)  lub wybiciu 
jonów wtórnych z warstwy nałożonej na implantowane podłoże i wniknięciu tych jonów w 
implantowane tworzywo (implantacja jonów wtórnych). Implantacja jonów może zachodzić 
również  w obecności innych zjawisk fizycznych, np. rozpylania magnetronowego - proces 
nazywa się wtedy mieszaniem jonowym. Zaimplantowane jony zmieniają strukturę i skład 
chemiczny warstwy wierzchniej implantowanego tworzywa, stąd implantowanie jonów 
określane jest też mianem stopowania jonowego. 
 
Wybrane normy aktualne w dniu 30.09.2005 
1.  PN-87/M-04250 Warstwa wierzchnia. Terminologia 
2.  PN-EN ISO 3882: 2004 Powłoki metalowe i inne nieorganiczne. Przegląd metod pomiaru 

grubości 

3.  PN-EN ISO 1463: 2004(U) Powłoki metalowe i tlenkowe. Pomiar grubości powłok. 

Metoda mikroskopowa 

4.  PN-EN ISO 4516: 2004 Powłoki metalowe i inne nieorganiczne. Badanie mikrotwardości 

metodą Vickersa i Knoopa 

5.  PN-80/H-04614 Ochrona przed korozją. Określanie mikrotwardości powłok metalowych 
 
 
 

background image

Tablica 1.1 

Podział metod wytwarzania warstw powierzchniowych pod względem sposobu powstawania warstw, ww- warstwa wierzchnia, p -powłoka ochronna 

 

 

Cieplno-
chemiczne 

Chemiczne i 
elektrochemiczn
e

Cieplno-
mechaniczne 

Mechaniczne

Fizyczne 

Cieplne 

części mm 

kilkadziesiąt 

części mm 

kilkadziesiąt 

kilka µm – 

dziesiąte części µm – 
kilkadziesiąt  µm 

µm – kilka mm 

- kilka mm 

µm – kilka mm 

- kilka mm 

kilka mm 

 

ww, p

ww, p

ww 

ww, p 

ww, p 

ww, p 

Hartowanie, 
odpuszczanie, 
wyżarzanie: 

Natryskiwanie: 

Nasycanie dyfuzyjne 
niewspomagane 
pierwiastkami: 

Osadzanie z 
fazy gazowej: 

Osadzanie bezpośrednie  
metalu lub niemetalu: 

Nagniatanie: 

- gazowe 

- naporowe: 

- łukowe 

- naparowanie 

- nanoszenie powłok 
malarskich 

krążkowanie 

- indukcyjne 

- plazmowe 

a) niemetalicznymi 

- napylanie 

kulkowanie 

- płomieniowe 

Nadtapianie 
natryskowe 

- nawęglanie 

- rozpylanie 

- nanoszenie powłok z 
tworzyw sztucznych, 
gumy 

rolkowanie 

- plazmowe 

- azotowanie 

Implantowanie 

- udarowe: 

- laserowe 

Platerowanie: 

- borowanie i in. 

jonów 
(stopowanie 
jonowe): 

młotkowanie 

- elektronowe 

- naporowe 
(walcowanie na 
zimno i gorąco), 

b) metalicznymi 

Osadzanie elektrolityczne 
metali bądź stopów – 
(galwanizacja): 
nanoszenie powłok jedno 
i dwuwarstwowych w 
procesach: 

kulowanie 

Nadtapianie (szkliwienie 
lub wygładzanie): 

- chromowanie 
- aluminiowanie, 

- pierwotnych 

- laserowe 

-detonacyjne 
(wybuchowe) 

- tytanowanie i in. 

- wtórnych 

- elektronowe 

Dyfuzyjne 
wspomagane 
jarzeniowe, CVD 

- mieszanie 
jonowe 

Napawanie: 

- skurczowe itp. 

- łukowe 

Utwardzanie 
detonacyjne: 

- chromowania 

- płomieniowe 

- niklowania 

- plazmowe 

-laserowe 

- cynkowania 

Natapianie: 

-elektronowe 

- cynowania itp. 

- laserowe 

Osadzanie konwersyjne: 

- elektronowe 

- chromianowanie, 

- elektroiskrowe 

- fosforanowanie