Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Manufacturing Technology >> Промышленные технологии

Что такое термическое напыление? - Типы и применение

На сегодняшний день термонапыляемые покрытия используются в различных отраслях промышленности. Эти покрытия состоят из проволоки и расплавленного порошка, которые подвергаются плазменному или газокислородному сжиганию. Огонь из распылительного устройства питает нагретую смесь, и после распыления на металл смесь сохраняет прочное покрытие.

Покрытия для термического напыления используются в широком спектре многих полезных приложений, которые могут включать защиту самолетов, зданий и других конструкций от экстремальных температур, химических веществ или условий окружающей среды, таких как влажность и дождь. В этой статье мы обсудим, что такое термическое напыление и как его делать, а также его применение и преимущества.

Что такое термораспылительное покрытие?

Методы термического напыления представляют собой процессы нанесения покрытия, при которых расплавленные (или нагретые) материалы напыляются на поверхность. «Исходное сырье» (предшественник покрытия) нагревается электрическими (плазменными или дуговыми) или химическими средствами (пламя горения).

Термическое напыление может обеспечить толстые покрытия (приблизительный диапазон толщины от 20 микрон до нескольких мм, в зависимости от процесса и исходного сырья) на большой площади с высокой скоростью осаждения по сравнению с другими процессами нанесения покрытий, такими как гальванопокрытие, физическое и химическое осаждение из паровой фазы. .

Материалы покрытия, доступные для термического напыления, включают металлы, сплавы, керамику, пластмассы и композиты. Их подают в виде порошка или проволоки, нагревают до расплавленного или полурасплавленного состояния и разгоняют до подложек в виде микрометровых частиц.

В качестве источника энергии для термического напыления обычно используется горение или электрический дуговой разряд. Полученные покрытия получаются путем накопления многочисленных распыляемых частиц. Поверхность может незначительно нагреваться, что позволяет наносить покрытие из легковоспламеняющихся веществ.

Качество покрытия обычно оценивают путем измерения его пористости, содержания оксидов, макро- и микротвердости, прочности сцепления и шероховатости поверхности. Как правило, качество покрытия повышается с увеличением скорости частиц.

Помимо нанесения на оригинальное оборудование, покрытия для термического напыления используются для ремонта изношенных и поврежденных в процессе эксплуатации деталей, а также для восстановления размеров обработанных деталей. Покрытия термического напыления используются для восстановления размеров изношенных или подвергшихся коррозии компонентов, таких как печатные валы и подшипники меньшего размера.

Как наносить термическое напыление?

Термическое напыление — это общая категория процессов нанесения покрытия, при которых расходный материал наносится в виде распыления мелкодисперсных расплавленных или полурасплавленных капель для получения покрытия.

Он отличается способностью наносить покрытия из металлов, металлокерамики, керамики и полимеров слоями значительной толщины, обычно от 0,1 до 10 мм, для технических применений. Практически любой материал можно наносить, если он плавится или становится пластичным во время операции распыления. На поверхности подложки частицы образуют «пятна» или «пластинки», которые сцепляются друг с другом и образуют покрытие.

Депозит не сливается с подложкой или должен образовывать твердый раствор для достижения связи. Это важная особенность термического напыления по сравнению со многими другими процессами нанесения покрытий, в частности с дуговой сваркой, пайкой твердым припоем и лазерным нанесением покрытий.

Связь между термически напыленным покрытием и подложкой в ​​основном механическая, а не металлургическая или сплавленная. Адгезия к основанию будет зависеть от состояния поверхности основания, которая должна быть чистой и шероховатой с помощью пескоструйной обработки или механической обработки перед распылением.

Процессы термического напыления уже много лет широко используются во всех основных секторах машиностроения для защиты и восстановления компонентов. Недавние разработки в области оборудования и процессов позволили повысить качество и расширить потенциальный диапазон применения покрытий, наносимых термическим напылением.

Типы процессов термического напыления

Различают несколько вариантов термического напыления:

В классических (разработанных между 1910 и 1920 годами), но до сих пор широко используемых процессах, таких как газопламенное напыление и напыление проволочной дугой, скорости частиц, как правило, низкие (<150 м/с), а исходные материалы должны быть расплавлены для осаждения.

Плазменное напыление, разработанное в 1970-х годах, использует высокотемпературную плазменную струю, генерируемую дуговым разрядом с типичными температурами>15 000 К, что позволяет распылять тугоплавкие материалы, такие как оксиды, молибден и т. д.

Здесь мы подробно обсудим 5 наиболее распространенных процессов получения покрытий методом термического напыления:

1. HVOF (высокоскоростной кислородно-топливный распылитель)

HVOF — это процесс, в котором используется горелка, позволяющая распространять пламя всякий раз, когда используется сопло. Это создает быстрое ускорение, которое ускоряет частицы в смеси. Конечным результатом является исключительно тонкое покрытие, которое равномерно наносится. Несмотря на то, что это тонкое покрытие, оно прочное и хорошо прилипает. Его коррозионная стойкость лучше, чем у плазменных покрытий, но он плохо подходит для высоких температур.

2. Распыление пламенем горения

Напыление пламенем горения — отличный вариант для поверхностей, которые не рассчитаны на экстремальные нагрузки. Покрытие, полученное в результате этого процесса, не прочно прилегает к поверхности, поскольку механизм распыления приводится в действие за счет более низкой скорости пламени.

Пламя будет генерироваться кислородом, который был объединен с топливом, и это расплавит смесь. Распыление пламенем сгорания популярно для применений с низкой интенсивностью из-за его низкой стоимости.

3. Плазменное напыление

Плазменное напыление использует плазменную горелку в качестве основного инструмента для нагрева и напыления покрытия. После расплавления порошкового материала его наносят на изделие способом, аналогичным распылению в пламени горения.

Покрытия, полученные в результате плазменного напыления, могут иметь толщину от нескольких микрометров до нескольких миллиметров. Хотя порошок является наиболее широко используемым материалом, также используются металлы и керамика. Процесс плазменного напыления очень популярен благодаря своей адаптируемости.

4. Вакуумно-плазменное напыление

Вакуумно-плазменное напыление выполняется в контролируемой среде, но при низких температурах. Это поддерживает вакуум, а также снижает повреждение материала. Для получения необходимого давления для распыления можно использовать различные комбинации газов.

Вакуумно-плазменное напыление используется для таких элементов, как автомобильные бамперы, приборная панель или корпуса наружных зеркал. Этот процесс также можно использовать для предварительной обработки полиэтиленовых молдингов, что обеспечивает адгезию эпоксидных клеев на водной основе.

5. Двухпроводное электродуговое напыление

В этом методе напыления используется точка дуги, которая создается между двумя электропроводящими проводами. Плавление произойдет в месте соединения проводов. Дуга обеспечивает нагрев, который, в свою очередь, создает осаждение и плавление, аналогично распылению пламени горения, которое используется с горелкой.

Для распыления покрытий будет использоваться сжатый воздух. Эта процедура популярна из-за ее экономической эффективности, и обычно в качестве основного материала используется алюминий или цинк.

Преимущества покрытий, наносимых методом термического напыления

Некоторые из преимуществ покрытий для термического напыления включают следующее:

Недостатки покрытий для термического напыления


Промышленные технологии

  1. Что такое МЭМС (микроэлектромеханическая система)? Типы и применение
  2. Что такое штамповка? - Типы, операции и применение
  3. Что такое токарная обработка? - Определение и виды операций
  4. Что такое токарный станок? - определение, типы и операции
  5. Что такое обработка лазерным лучом? - Типы и работа
  6. Что такое быстрое прототипирование? Типы и работа
  7. Что такое аддитивное производство? - Типы и работа
  8. Что такое пайка? - Типы и способы пайки
  9. Что такое протяжка? - Процесс, работа и типы
  10. Что такое сверлильный станок? - Типы и применение