Sprøytemetoder

Sprøyting — den teknologiske prosessen med å danne belegg ved å sprøyte flytende dispergerte partikler som avsettes ved støt ved støt med overflaten. Avkjølingshastigheten til partiklene er 10.000-100.000.000 grader per sekund, noe som resulterer i meget rask krystallisering av det sprøytede belegget og lav overflateoppvarmingstemperatur.

Belegg sprayes for å øke korrosjonsbestandigheten, slitestyrken, varmebestandigheten og reparasjonen av slitte enheter og deler.

Det er flere måter å spraye belegg på:

1) Flammesprøyting med wire, pulver eller pinne (fig. 1, 2). Det dispergerte materialet smeltes i flammen til en gassbrenner ved å brenne en brennbar gass (vanligvis en blanding av acetylen-oksygen i forholdet 1:1) og føres til overflaten av en strøm av trykkluft. Smeltetemperaturen til det sprøytede materialet må være lavere enn flammetemperaturen til den brennbare blandingen (tabell 1).

Fordelene med denne metoden er de lave kostnadene for utstyr og dens drift.

Ris. 1. Flammetrådsprøyting

Ris. 2.Skjematisk over sprøyteutstyr for posttråd: 1 — lufttørker, 2 — trykkluftmottaker, 3 — gassflaske, 4 — reduksjonsrør, 5 — filter, 6 — oksygenflaske, 7 — rotametre, 8 — sprøytebrenner, 9 — trådmating kanal

Tabell 1. Flammetemperatur for brennbare blandinger

2) Detonasjonssprøyting (Figur 3) utføres flere sykluser per sekund, for hver syklus er tykkelsen på det sprøytede laget ca. 6 mikron. Dispergerte partikler har høy temperatur (over 4000 grader) og hastighet (over 800 m/s). I dette tilfellet er temperaturen på basismetallet lav, noe som utelukker dens termiske deformasjon. Imidlertid kan deformasjon oppstå fra virkningen av en detonasjonsbølge, og dette er en begrensning for anvendelsen av denne metoden. Kostnaden for detonasjonsutstyr er også høy; et spesielt kamera er nødvendig.

Ris. 3. Sprøyting med detonasjon: 1 — acetylentilførsel, 2 — oksygen, 3 — nitrogen, 4 — sprøytet pulver, 5 — detonator, 6 — vannkjølerør, 7 — detalj.

3) Buemetallisering (Figur 4). To ledninger mates inn i ledningen til elektrometalliseringsapparatet, hvorav den ene fungerer som anoden og den andre som katoden. En elektrisk lysbue oppstår mellom dem og ledningen smelter. Sprøyting utføres med trykkluft. Prosessen foregår med likestrøm. Denne metoden har følgende fordeler:

a) høy produktivitet (opptil 40 kg / t sprayet metall),

b) mer holdbare belegg med høy vedheft sammenlignet med flammemetoden,

c) muligheten for å bruke ledninger av forskjellige metaller gjør det mulig å oppnå et "pseudo-legering" belegg,

d) lave driftskostnader.

Ulempene med metallisering av lysbue er:

a) muligheten for overoppheting og oksidasjon av de sprøytede materialene ved lav matehastighet,

b) forbrenning av legeringselementer av de sprøytede materialene.

Ris. 4. Elektrisk lysbuemetallisering: 1 — trykklufttilførsel, 2 — trådmating, 3 — dyse, 4 — ledende ledninger, 5 — detalj.

4) Plasmaspraying (Figur 5). I plasmatroner er anoden en vannkjølt dyse og katoden er en wolframstang. Argon og nitrogen brukes ofte som plasmadannende gasser, noen ganger med tilsetning av hydrogen. Temperaturen ved utløpet av dysen kan være flere titusenvis av grader; som et resultat av den kraftige ekspansjonen av gassen, får plasmastrålen høy kinetisk energi.

Plasmasprøyteprosessen med høy temperatur tillater påføring av ildfaste belegg. Endring av sprøytemønsteret gjør det mulig å bruke en lang rekke materialer, fra metall til organiske stoffer. Tettheten og vedheften til slike belegg er også høy.Ulempene med denne metoden er: relativt lav produktivitet og intens ultrafiolett stråling.

Les mer om denne malingsmetoden her: Plasma Spray Coatings

Ris. 5. Plasmasprøyting: 1 — inert gass, 2 — kjølevann, 3 — likestrøm, 4 — sprøytet materiale, 5 — katode, 6 — anode, 7 — del.

5) Elektropulssprøyting (Figur 6). Metoden er basert på eksplosiv smelting av en ledning når en elektrisk utladning av en kondensator passerer gjennom den. I dette tilfellet smelter omtrent 60% av tråden, og de resterende 40% går i gassform. Smelten består av svært små partikler fra noen få hundredeler til noen få millimeter.Hvis utslippsnivået er for høyt, blir metallet i ledningen fullstendig til en gass. Bevegelsen av partikler mot den sprøytede overflaten skyldes utvidelsen av gassen under eksplosjonen.

Fordelene med metoden er fravær av oksidasjon som følge av luftforskyvning, høy tetthet og vedheft av belegget. Ulemper inkluderer begrensningen i valg av materialer (de må være elektrisk ledende), samt umuligheten av å få tykke belegg.

Ris. 6. Skjematisk av elektrisk pulssprøyting: CH — strømforsyning for kondensatoren, C — kondensator, R — motstand, SW — bryter, EW — ledning, B — detalj.

6) Lasersprøyting (Figur 7). Ved lasersprøyting mates pulveret inn på laserstrålen gjennom en matedyse. I en laserstråle smeltes pulveret og påføres arbeidsstykket. Beskyttelsesgassen tjener som beskyttelse mot oksidasjon. Bruksområdet for lasersprøyting er belegg av verktøy for stempling, bøying og skjæring.

Pulvermaterialer brukes til flamme-, plasma-, laser- og detonasjonssprøyting. Tråd eller pinne - for gassflamme, lysbue og elektrisk pulssprøyting. Jo finere pulverfraksjon, jo mindre porøsitet, jo bedre vedheft og høyere kvalitet på belegget. Den sprøytede overflaten for hver sprøytemetode er plassert i en avstand på minst 100 mm fra dysen.

Ris. 7. Lasersprøyting: 1 — laserstråle, 2 — beskyttelsesgass, 3 — pulver, 4 — detalj.

Sprayede deler

Sprøyting av belegg påføres:

• generell maskinteknikk for å forsterke deler (lagre, ruller, gir, målere, inkludert gjengede, maskinsentre, dyser og stanser, etc.);

• i bilindustrien for belegg av veivaksler og kamaksler, bremseknoker, sylindre, stempelhoder og ringer, clutchskiver, eksosventiler;

• i luftfartsindustrien for å dekke dyser og andre deler av motorer, turbinblader, for foring av flykroppen;

• i den elektrotekniske industrien - for belegg av kondensatorer, antennereflektorer;

• i den kjemiske og petrokjemiske industrien - for å dekke ventiler og ventilseter, dyser, stempler, aksler, impellere, pumpesylindere, forbrenningskamre, for korrosjonsbeskyttelse av metallkonstruksjoner som opererer i det marine miljøet;

• i medisin - for sprøyting av elektroder av ozonatorer, proteser;

• i hverdagen — for å styrke kjøkkenutstyr (retter, komfyrer).