2.5.2.2 Ứng suất dư
Một trong những vấn đề quan trọng nhất trong việc hình thành của lớp phủ phun nhiệt là sự hình thành của ứng suất dư, đặc biệt là đối với lớp phủ cĩ chiều dày lớn [68, 69]. Trong quá trình phun HVOF, các hạt nĩng chảy hoặc bán nĩng chảy va đập vào bề mặt nền hoặc vật liệu nĩng chảy trước đĩ với tốc độ cao. Vì thế, mặc dù các hạt phun cĩ khối lượng nhỏ nhưng vẫn làm biến dạng nhất định đến bề mặt vật liệu cĩ trước. Sự tác động của mỗi hạt chịu ảnh hưởng của các trường ứng suất. Các trường ứng suất này lại phụ thuộc vào trạng thái rắn của vật liệu cĩ trước. Ngồi những tác động cơ học thì tác động nhiệt cũng ảnh hưởng đến việc tăng ứng suất. Các hạt được nung nĩng trong buồng đốt của súng phun HVOF và được phun lên bề mặt vật liệu nền. Trong quá trình tác động lên bề mặt vật liệu nền, các hạt
49
nĩng chảy bị biến dạng thành các lớp mỏng, nhiệt độ của chúng giảm xuống và đơng đặc. Nhiệt độ giảm mạnh tạo ra ứng suất dư trong mỗi lớp mỏng. Trong quá trình phun HVOF, quá trình chuyển pha cũng cĩ thể tạo ra ứng suất dư [70]. Cĩ hai cơ chế chính tạo ra ứng suất dư trong lớp phủ là: sự tơi và làm nguội.
a. Ứng suất do tơi
Theo Pawlowski cĩ từ 5 đến 15 lớp mỏng hình thành trong mỗi lần phun [68]. Khi đơng đặc, các lớp phủ này co lại, chúng liên kết chặt chẽ với nhau và bám lấy bề mặt nền, tạo ra ứng suất kéo trong mỗi lớp phủ như Hình 2.16.