Методи на пръскане

Пръскане — технологичния процес на образуване на покрития чрез пръскане на течни диспергирани частици, които се отлагат при удар при сблъсък с повърхността. Скоростта на охлаждане на частиците е 10 000-100 000 000 градуса в секунда, което води до много бърза кристализация на пръсканото покритие и ниска температура на нагряване на повърхността.

Покритията се напръскват с цел повишаване на корозионната устойчивост, устойчивост на износване, топлоустойчивост и ремонт на износени възли и части.

Има няколко начина за пръскане на покрития:

1) Пламъчно пръскане с тел, прах или пръчка (Фиг. 1, 2). Разпръснатият материал се топи в пламъка на газова горелка при изгаряне на горим газ (обикновено смес от ацетилен-кислород в съотношение 1: 1) и се пренася на повърхността чрез струя сгъстен въздух. Температурата на топене на пръскания материал трябва да бъде по -ниска от температурата на пламъка на горимата смес (таблица 1).

Предимствата на този метод са ниските разходи за оборудване и неговата експлоатация.

Ориз. 1. Пръскане с пламъчна тел

Ориз. 2. Схема на пощенското оборудване за пръскане с тел: 1 — изсушител на въздух, 2 — приемник на сгъстен въздух, 3 — цилиндър с горивен газ, 4 — редуктори, 5 — филтър, 6 — кислороден цилиндър, 7 — ротаметри, 8 — спрей горелка, 9 — канал за подаване на тел

Таблица 1. Температура на пламъка на горими смеси

2) Детонационно пръскане (Фигура 3) се извършва няколко цикъла в секунда, за всеки цикъл дебелината на пръскания слой е около 6 микрона. Диспергираните частици имат висока температура (над 4000 градуса) и скорост (над 800 m / s). В този случай температурата на неблагородния метал е ниска, което изключва термичната му деформация. Въпреки това, деформацията може да възникне от действието на детонационна вълна и това е ограничение на приложението на този метод. Цената на оборудването за детонация също е висока; необходима е специална камера.

Ориз. 3. Разпръскване с детонация: 1 — подаване на ацетилен, 2 — кислород, 3 — азот, 4 — пръскан прах, 5 — детонатор, 6 — тръба за водно охлаждане, 7 — детайл.

3) Дъгова метализация (Фигура 4). В проводника на електрометализатора се подават два проводника, единият от които служи като анод, а другият като катод. Между тях възниква електрическа дъга и телта се топи. Пръскането се извършва с помощта на сгъстен въздух. Процесът протича с постоянен ток. Този метод има следните предимства:

а) висока производителност (до 40 kg / h пръскан метал),

б) по -трайни покрития с висока адхезия в сравнение с метода на пламъка,

в) възможността за използване на проводници от различни метали дава възможност за получаване на покритие «псевдосплав»,

г) ниски експлоатационни разходи.

Недостатъците на металната дъгова метализация са:

а) възможността за прегряване и окисляване на пръсканите материали при ниска скорост на подаване,

б) изгаряне на легиращи елементи на пръсканите материали.

Ориз. 4. Електрична дъгова метализация: 1 — подаване на сгъстен въздух, 2 — захранване с тел, 3 — дюза, 4 — електропроводящи проводници, 5 — детайл.

4) Плазмено пръскане (Фигура 5). В плазмотроните анодът е водно охладена дюза, а катодът е волфрамов прът. Аргонът и азотът обикновено се използват като плазмообразуващи газове, понякога с добавяне на водород. Температурата на изхода от дюзата може да бъде няколко десетки хиляди градуса; в резултат на рязкото разширяване на газа плазмената струя придобива висока кинетична енергия.

Процесът на плазмено пръскане с висока температура позволява нанасянето на огнеупорни покрития. Промяната на режима на пръскане дава възможност за използване на голямо разнообразие от материали — от метал до органични вещества. Плътността и адхезията на такива покрития също са високи.Недостатъците на този метод са: относително ниска производителност и интензивна ултравиолетова радиация.

Прочетете повече за този метод на покритие тук: Плазмено пръскане на покрития

Ориз. 5. Плазмено пръскане: 1 — инертен газ, 2 — охлаждаща вода, 3 — постоянен ток, 4 — пръскан материал, 5 — катод, 6 — анод, 7 — част.

5) Електроимпулсно пръскане (Фигура 6). Методът се основава на експлозивно топене на проводник, когато през него преминава електрически разряд на кондензатор. В този случай около 60% от жицата се стопяват, а останалите 40% преминават в газообразно състояние. Стопилката представлява много малки частици от няколко стотни до няколко милиметра. Ако нивото на разреждане е прекомерно, металът в проводника напълно се превръща в газ. Движението на частици към пръсканата повърхност се дължи на разширяването на газа по време на експлозията.

Предимствата на метода са липсата на окисляване в резултат на изместване на въздуха, висока плътност и адхезия на покритието. Недостатъците включват ограничението при избора на материали (те трябва да са електропроводими), както и невъзможността за получаване на дебели покрития.

Ориз. 6. Схема на електрическо импулсно пръскане: СН — захранване за кондензатора, С — кондензатор, R — резистор, SW — превключвател, EW — проводник, В — детайл.

6) Лазерно пръскане (Фигура 7). При лазерно пръскане прахът се подава върху лазерния лъч през захранваща дюза. В лазерен лъч прахът се стопява и се нанася върху детайла. Защитният газ служи като защита срещу окисляване. Областта на приложение на лазерното пръскане е покритието на инструменти за щамповане, огъване и рязане.

Праховите материали се използват за пламъчно, плазмено, лазерно и детонационно пръскане. Тел или пръчка — за газово -пламъчно, електрическо дъгово и електрическо импулсно пръскане. Колкото по -фина е праховата фракция, толкова по -малка е порьозността, толкова по -добра е адхезията и по -високо е качеството на покритието. Пръсканата повърхност за всеки метод на пръскане се намира на разстояние най -малко 100 мм от дюзата.

Ориз. 7. Лазерно пръскане: 1 — лазерен лъч, 2 — защитен газ, 3 — прах, 4 — детайл.

Пръскани части

Пръскането на покрития се прилага:

• като цяло машиностроене за укрепване на части (лагери, ролки, зъбни колела, калибри, включително такива с резба, центрове на машини, матрици и перфоратори и др.);

• в автомобилната индустрия за покритие на коляновите и разпределителните валове, спирачните кокалчета, цилиндрите, буталните глави и пръстени, съединителните дискове, изпускателните клапани;

• в авиационната промишленост за покриване на дюзи и други елементи на двигатели, турбинни лопатки, за облицовка на фюзелажа;

• в електротехническата промишленост — за покрития на кондензатори, антенни отражатели;

• в химическата и нефтохимическата промишленост — за покриване на клапани и седалки на клапани, дюзи, бутала, валове, работни колела, цилиндри на помпата, горивни камери, за защита от корозия на метални конструкции, работещи в морската среда;

• в медицината — за пръскане на електроди на озонатори, протези;

• в ежедневието — за укрепване на кухненското оборудване (съдове, печки).