Assma.ru

Ремонт и стройка
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Холодное напыление металлических покрытий

Холодное газодинамическое напыление «БУРАТИНО»

Покрытие — это оболочка плоскости, характеристики которой рознятся от качеств основы (подслоя). Образовывается данная зона или модифицированным веществом основы — диффузионные либо хим. конверсионные напыления, или отложением другого вещества на плоскости подслоя — покрывающие напыления. Формирование 1-го вида напыления управляется термодинамическими данными материй, вступающих в систему. В то же время, покрывающие напыления, в том числе, металлизирование, фактически автономны от разных термодинамических ограничений и, следовательно, обладают обширными способностями для эластичности при использовании в сверхтехнологичных производствах. Материал — слой/ покрывающая облицовка, может обладать изобилием всевозможных (необходимых) качеств, отдельные из каковых формируются подложкой, а прочие — покрытием. Это неосуществимо в случае несложного, монолитного вещества.

Ранее осуществление кроющих покрытий часто возлагалось на электрические технологии. Долгий период обработки, отслаивающиеся и шелушащиеся ненадежные напыления, непомерное потребление дорогого покрывного вещества, трудности с переработкой остатков изготовления — совершенно не соответствуют нынешним условиям. Максимально загазованные, занимающие обширные территории, гальванические цеха безысходно стали неактуальными. На замену им приходит вакуумное покрытие, владеющее целым рядом бесспорных превосходств, из числа которых:

  • Экологическая безупречность процесса;
  • Значительное снижение времени на обрабатывание: покрытие сплава — процедура скоротечная, в отличие от длительного электрического осаждения;
  • Улучшение свойства напыления за счет сцепления многофункционального пласта с подложкой на атомном уровне;
  • Уменьшение расхода покрывного вещества.

Особенности метода магнетронного распыления

Главная особенность процесса магнетронного распыления – высокое давление газа в камере в сравнении с методами испарения. Высокоэнергетические частицы, движущиеся в плазме, сталкиваются и отделяют от поверхности материала мишени атомы, которые затем конденсируются в виде пленки на подложке.

  • Высокая адгезия пленочного покрытия.
  • Состав пленочного покрытия по составу идентичен материалу мишени.
  • Высокая скорость напыления

Воздействие скорости частиц на качество и эффективность покрытия

  1. Частица покрытия достигла минимальной скорости удара, которая необходима для возбуждения механизма взаимодействия с поверхностью подложки (обрабатываемого образца). Эта так называемая «критическая скорость» влияет на свойства материала покрытия.
  2. Поскольку скорость удара выше критической скорости, деформация и качество сцепления частиц возрастают.
  3. Если скорость удара слишком высока («скорость эрозии»), происходит больше разрушения материала, чем его добавления. Покрытие не образуется.
  4. Чтобы образовалось плотное и хорошо сформированное покрытие, значение скорости удара частиц должно быть между значениями критической скорости и скорости эрозии.

Сверхзвуковое газопламенное напыление HVAF

Высокоскоростное газопламенное напыление HVAF или High Velocity Air-Fuel — это процесс термического напыления для нанесения покрытий с очень низкой пористостью и высокой прочностью сцепления из всех стандартных HVAF металлических и металлокерамических порошков, имеющихся на рынке.

Покрытия HVAF

Нанесенные по технологии HVAF покрытия , аналогичны и в целом сопоставимы с покрытиями, производимыми HVOF и Cold Spray.

HVAF — это процесс «теплого распыления», который холоднее, чем HVOF, но горячее, чем холодное распыление.

Пистолеты HVAF используют осевой впрыск порошка в воздушно-топливную струю с температурой около 1900-1950 ° C. Таким образом, этот процесс позволяет эффективно применять материалы на основе карбидов, но поскольку воздушно-топливная струя производит значительно меньше оксидов, чем высокотемпературные кислородно-топливные струи.

Процесс HVAF также может применять металлы с почти нулевым окислением, как и в случае холодного напыления. HVAF можно наносить на все обычные порошковые материалы для термического напыления, за исключением керамики.

Преимущества технологии и оборудования HVAF

Технология высокоскоростного напыления HVAF исключает трудности, связанные с применением HVAF систем, такие как потребление большого количества кислорода, водяное охлаждение и т.д. Можно распылять непрерывно в течение нескольких часов без остановки/

Возможность напыления материалов на поверхность деталей и предварительной абразивоструйной обработки поверхности одним пистолетом. Далее на видео показана работа установки абразивоструйной обработки и напыления депозита карбида вольфрама, без смены пистолета.

Читать еще:  Технология газовой сварки для начинающих

Особенности технологии сверхзвукового напыления HVAF:

  • является производной от технологии процесса обычного HVOF
  • использует сжатый воздух вместо кислорода
  • более высокая скорость распыления и эффективность отложений
  • более быстрое распыление и более низкая стоимость нанесения
  • более твердые покрытия с лучшими эксплуатационными характеристиками за счет «теплого распыления» процесса
  • подготовка поверхности осуществляется с помощью пистолета распылителя HVAF

Минимум затрат на замену или преобразование участка HVOF

Легко реализовать с существующей камерой металлизации и оборудованием HVOF .

Покрытия лучшего качества: более высокая плотность, лучшая износостойкость, лучшая прочность сцепления

Покрытия лучше работают.

Более высокая скорость распыления

Выполняйте задания за меньшее время и с меньшими затратами.

Более высокая эффективность депозита

Для покрытия используйте меньше порошка.

Намного более низкий расход запчастей

Пистолет не изнашивается быстро, расходы на техническое обслуживание значительно снижаются.

Прочные материалы конструкции

Пистолет нелегко повредить из-за ошибок оператора.

Легко настраивается для распыления широкого спектра материалов и достижения различных свойств покрытия

Пистолет HVAF может распылять практически любой металл или сплав, просто изменив конфигурацию оборудования.

Нет необходимости поддерживать запасы кислорода

Для установки системы HVAF требуется меньше площади.

Не требуется охлажденная вода

Пистолет проще в обслуживании, в разобранном состоянии не возникает беспорядка.

Может использоваться в мастерской или на объектах.

Контроллер отслеживает условия на входе и выходе для поддержания заданных значений.

Встроенный журнал данных

Обеспечивает подробную запись истории распыления для документации.

Неограниченное хранилище рецептов

Сохраняйте наборы пользовательских параметров с описательным текстом для каждого материала покрытия или детали.

Функция автоматического распыления полностью автоматизирует процесс распыления

Экономит время и труд, любой может нанести хорошее покрытие.

Пескоструйная очистка из пистолета

Операторы устанавливают детали один раз, дробеструйная очистка и нанесение покрытия происходят в одном месте. Значительно сокращает время и стоимость подготовки.

Заводская помощь доступна бесплатно, нет необходимости ждать, пока технический специалист поедет к заказчику.

Стоимость сверхзвукового напыления HVAF

Стоимость газопламенное напыление HVAF при нанесении покрытия с M3 ™ в 2-4 раза ниже по сравнению с процессом HVOF за счет использования воздуха вместо кислорода и высокой скорости распыления, что сокращает время распыления.

Эксплуатационные расходы

Уменьшение окисления частиц в покрытии

Низкая температура струи газотермического сверхзвукового напыления позволяет избежать перегрева частиц выше точки плавления, характерного для HVAF, плазменного, дугового и детонационного процессов. Поэтому окисление частиц в полете значительно ниже по сравнению с расплавленными частицами при HVAF. Также сверхзвуковое газодинамическое напыление существенно снижается декарбюризация карбидо-вольфрамового порошка при его напылении.

Порошки и эффективность депозита

Газопламенное напылениеHVAF может наносить порошки металлов, карбидов и металлических сплавов с диапазоном размеров от 5 до 53 микрон, из которых наиболее распространена резка -30 + 10 мкм. Эффективность наплавки (DE) составляет 50-75% для порошков карбидов и 60-85% для порошков металлов.

Скорость распыления

Процесс HVAF обеспечивает скорость распыления до 30 кг / час карбидов и до 23 кг / час металлических порошков (система распыления M3 ™).

Скорость струи и частиц

Теоретический предел скорости струи при газопламенном напылении HVAF составляет 1400 м / с для диапазонов давления, которые могут быть обеспечены обычными воздушными компрессорами 125 psi. Скорость частиц составляет до 1100-1200 м / с и зависит от разрезаемого порошка, размера и конструкции пистолета-распылителя (ускоряющего расстояния и профиля сопла).

Применение карбида вольфрама

Ударопрочность

Как и в случае испытаний на усталость и нагрузку, покрытия HVAF демонстрируют очень хорошую ударопрочность. В испытании на удар стальной шар весом 450 гр. упал с высоты 152 см.. Обычно HVOF и сверхзвуковая плазма могут выдержать 18-22 попадания до отказа, как показано на плазменном покрытии WC / 20Cr3C2 / 7Ni слева. Справа — покрытие HVAF WC / 20Cr3C2 / 7Ni, напыленное из пистолета-распылителя M3 ™, которое выдержало 100 ударов, и испытание было остановлено.

Читать еще:  Как поменять ручку на пластиковой двери

Остаточные напряжения

Напыление высокоскоростными пластичными частицами вместо расплавленных ведет к образованию напряжений сжатия в покрытии, или существенному снижению напряжений растяжения.

Постоянство свойств покрытий

Ускоренные до высокой скорости частицы, обладая дробеструйным эффектом, удаляют частицы плохо сцепленные с подложкой, устраняя источник возможных дефектов в покрытии.

Требования к процессу высокоскоростного газопламенного напыления HVAF.

Процесс сверхзвукового газодинамического напыления HVAF работает на пропане, пропилене или природном газе (подаваемом из баллонов или газовой линии под давлением) и сжатом воздухе, подаваемом воздушным компрессором. Никаких дополнительных требований к охлаждению или работе нет.

# газопламенное напыление #сверхзвуковое напыление# высокоскоростное напыление# HVAF# газотермическое сверхзвуковое напыление # высокоскоростное газопламенное напыление HVAF# сверхзвуковое газопламенное напыление# оборудование для сверхзвукового газотермического напыления# сверхзвуковое газодинамическое напыление#

Преимущества и недостатки

CS имеет множество преимуществ, которые делают эту технологию потенциально очень конкурентоспособной. Поскольку процесс является холодным, исходные физические и химические свойства частиц сохраняются, а нагрев подложки минимален, что приводит к образованию микроструктуры покрытий, подвергнутых холодной деформации, без плавления и затвердевания. Между частицей и областью их связывания наблюдалась динамическая рекристаллизация с мелкими зернами. Кроме того, технология позволяет распылять термочувствительные материалы и комбинации сильно разнородных материалов из-за того, что механизм адгезии является чисто механическим.

  • Высокая теплопроводность и электропроводность покрытий;
  • Высокая плотность и твердость покрытий;
  • Высокая однородность покрытий;
  • Низкая усадка;
  • Возможность распыления микрочастиц (5–10 мкм);
  • Возможность распыления наноматериалов и аморфных материалов;
  • Короткое расстояние отстоя;
  • Минимальная подготовка поверхности;
  • Низкое потребление энергии;
  • Возможность получения сложных форм и внутренних поверхностей;
  • Высокая производительность за счет большой мощности подачи;
  • Высокие показатели наплавки и эффективность;
  • Возможность сбора и повторного использования 100% частиц;
  • Нет токсичных отходов;
  • Нет горения;
  • Повышенная безопасность эксплуатации за счет отсутствия высокотемпературных газовых струй и излучения.

Полученная струя представляет собой пучок частиц с высокой плотностью из-за небольшого размера сопла (10–15 мм 2 ) и небольшого расстояния отвода (25 мм). Это приводит к высокой фокусировке струи и точному контролю над площадью наплавки. Наконец, создание сжимающих напряжений позволяет получать плотные однородные и сверхтолстые (20 мкм — 50 мм) покрытия.

С другой стороны, можно найти некоторые трудности. Например, трудно распылять твердые и хрупкие материалы, потому что в этом случае механическая адгезия за счет пластической деформации может быть не такой эффективной, как для пластичных частиц. Другие проблемы могут включать:

  • Почти нулевая пластичность в состоянии после напыления;
  • Необходимость в пластичной подложке;
  • Сложность обработки чистой керамики и некоторых сплавов в качестве упрочняемых сплавов;
  • высокая стоимость гелия;
  • засорение и эрозия сопла.

Воздействие скорости частиц на качество и эффективность покрытия

  1. Частица покрытия достигла минимальной скорости удара, которая необходима для возбуждения механизма взаимодействия с поверхностью подложки (обрабатываемого образца). Эта так называемая «критическая скорость» влияет на свойства материала покрытия.
  2. Поскольку скорость удара выше критической скорости, деформация и качество сцепления частиц возрастают.
  3. Если скорость удара слишком высока («скорость эрозии»), происходит больше разрушения материала, чем его добавления. Покрытие не образуется.
  4. Чтобы образовалось плотное и хорошо сформированное покрытие, значение скорости удара частиц должно быть между значениями критической скорости и скорости эрозии.

Где используется «жидкая резина»

Основной сферой применения напыляемой гидроизоляции является защита от влаги фундаментов и кровли, несущих конструкций зданий и сооружений, а также резервуаров. Кроме этого, она используется:

  • в судостроении, автомобилестроении и машиностроении для защиты металлов от коррозии;
  • в гражданском строительстве для защиты от разрушения бетонных конструкций;
  • при строительстве мостов, туннелей, укреплении насыпных откосов и т.п.;
  • для изоляции трубопроводов, ёмкостей водонапорных сооружений, укрепления ирригационных каналов.
Читать еще:  Как работает газовая горелка для печи – виды, преимущества использования

Структура металлических покрытий [ | ]

Покрытия, создаваемые таким способом, представляют собой металлическую матрицу с внедрёнными в неё керамическими частицами (см. рис.)

Этапы вакуумной металлизации

Технологический процесс вакуумного напыления металла на различные изделия включает несколько последовательных этапов:

  • Подготовка детали. Важно, чтобы заготовка имела максимально простую форму, без труднодоступных для оседания конденсата мест.
  • Нанесение защиты. На полимерные основы, содержащие низкомолекулярные наполнители, необходимо нанести антидиффузионное покрытие.
  • Сушка. В течение 3 часов детали сушатся при 80 градусах по Цельсию, что позволяет удалить впитавшуюся влагу.
  • Обезжиривание. В вакуумной камере с помощью тлеющего разряда заготовка обезжиривается. Это особенно хорошо влияет на структуру полимеров.
  • Активационная обработка. Способ обработки выбирается в зависимости от материала изделия, необходимо это для повышения адгезии поверхности перед металлизацией.
  • Напыление металла. Путем конденсации создается металлизированный слой на заготовке.
  • Контроль качества покрытия. Декоративные детали осматриваются на предмет равномерности напыления и его прочности. Технические изделия испытываются дополнительно с помощью липкой ленты, ультразвуковых колебаний, трения и т.д.

Преимущества и недостатки напыляемых гидроизоляционных материалов

Преимущества:

  • Бесшовность. У этих мембран нет швов и стыков, что увеличивает их надёжность, так как швы, это одно из самых слабых мест в любой гидроизоляции. Бесшовная водонепроницаемая мембрана — обеспечивает полную изоляцию, на которую неспособна никакая другая. Это происходит потому, что распыляемая изоляция, ложиться цельным ковром без швов и без стыков, что означает отсутствие протечек, поскольку она создаёт бесшовную монолитную плёнку.
  • Максимальная адгезия. Хорошее сцепление с поверхностью, благодаря которому, под защитным слоем на любой поверхности в том числе фундамента и кровли не образуются полости, через которые вода гуляет под поверхностью;
  • Скорость нанесения. Такой метод изоляции, наноситься с помощью специального оборудования, рабочее звено из 2-4х человек может в день выполнять гидроизоляцию площади от 400-800 м2 кровли или фундамента.
  • Будучи текучим, гидроизоляционное покрытие, ложиться на любую неровную поверхность, повторяет её структуру и ложиться на те места, где обычные мембраны плохо себя показывают, например, различные неровности. Что делает этот метод более качественной изоляции.
  • Отсутствие горячих работ. Применение такой изоляции, осуществляется с помощью процесса холодного нанесения, который устраняет неудобства и опасности, связанные с огнём и горячими применяемыми методами. Это означает, что во время производства работ вам нет необходимости получать разрешение на огневые работы.
  • Паропроницаемость. Такая изоляция позволяет парам или влаге внутри здания легко выходить наружу.
  • Прочность. Прочность полученной плёнки и высокая эластичность большинства составов, может выдерживать естественные движения конструкции без риска образования разрывов или трещин.
  • Простота обслуживания. Такой метод изоляции требует минимального регламентного обслуживания.

Недостатки:

  • Сложность монтажа. Напыляемую изоляцию очень сложно напылить самостоятельно, так как для этого требуется специальное оборудование и навык. Соответственно для напыления материла необходимо приглашать специализированную организацию.
  • Сложность нанесения в узких пространствах. Жидкие напыляемые изоляционные материалы напыляются под давлением через специальный распылитель. Для напыления нужно расстояние от поверхности как минимум 0.5м, соответственно если между грунтом и стеной подвала или фундамента расстояние меньше, то метод напыление вам не подойдёт.

Напыление алюминия оборудование

Производство металлических изделий модернизируется по мере развития передовых технологий.

Металл в большей степени подвержен воздействию влаги, поэтому для обеспечения высокого срока эксплуатации и придания деталям, рабочим механизмам и поверхностям требуемых свойств, в современной промышленности широко используют напыление металлов.

Технология порошковой обработки заключается в нанесении на базовую металлическую основу защитного слоя, обеспечивающего высокие антикоррозийные характеристики напыляемых изделий.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector