phương pháp phun

Phun — quy trình công nghệ hình thành lớp phủ bằng cách phun các hạt phân tán dạng lỏng được lắng đọng khi va chạm khi va chạm với bề mặt. Tốc độ làm mát của các hạt là 10.000-100.000.000 độ mỗi giây, dẫn đến sự kết tinh rất nhanh của lớp phủ được phun và nhiệt độ gia nhiệt bề mặt thấp.

Các lớp phủ được phun để tăng khả năng chống ăn mòn, chống mài mòn, chịu nhiệt và sửa chữa các bộ phận và bộ phận bị mòn.

Có một số cách để phun lớp phủ:

1) Phun lửa bằng dây, bột hoặc que (Hình 1, 2). Vật liệu phân tán được nấu chảy trong ngọn lửa của vòi đốt khí bằng cách đốt cháy khí dễ cháy (thường là hỗn hợp axetylen-oxy theo tỷ lệ 1: 1) và được đưa lên bề mặt bằng dòng khí nén. Nhiệt độ nóng chảy của vật liệu phun phải thấp hơn nhiệt độ ngọn lửa của hỗn hợp cháy (bảng 1).

Ưu điểm của phương pháp này là chi phí thấp của thiết bị và hoạt động của nó.

Cơm. 1. Dây phun lửa

Cơm. 2.Sơ đồ thiết bị phun dây bưu chính: 1 — máy sấy khí, 2 — bình chứa khí nén, 3 — xi lanh khí nhiên liệu, 4 ​​— bộ giảm tốc, 5 — bộ lọc, 6 — xi lanh oxy, 7 — đồng hồ đo vòng quay, 8 — mỏ phun, 9 — cấp dây kênh

Bảng 1. Nhiệt độ ngọn lửa của hỗn hợp dễ cháy

2) Quá trình phun kích nổ (Hình 3) được thực hiện vài chu kỳ trong một giây, với mỗi chu kỳ độ dày của lớp được phun vào khoảng 6 micron. Các hạt phân tán có nhiệt độ cao (trên 4000 độ) và tốc độ (trên 800 m/s). Trong trường hợp này, nhiệt độ của kim loại cơ bản thấp, loại trừ biến dạng nhiệt của nó. Tuy nhiên, biến dạng có thể xảy ra do tác động của sóng kích nổ và đây là hạn chế của việc áp dụng phương pháp này. Giá thành thiết bị kích nổ cũng cao; một máy ảnh đặc biệt là cần thiết.

Cơm. 3. Phun kích nổ: 1 — cung cấp axetylen, 2 — oxy, 3 — nitơ, 4 — bột phun, 5 — kíp nổ, 6 — ống nước làm mát, 7 — chi tiết.

3) Kim loại hóa hồ quang (Hình 4). Hai dây được đưa vào dây của máy điện phân, một trong số đó đóng vai trò là cực dương và dây còn lại là cực âm. Một hồ quang điện xảy ra giữa chúng và dây nóng chảy. Quá trình phun được thực hiện bằng khí nén. Quá trình diễn ra với dòng điện một chiều. Phương pháp này có những ưu điểm sau:

a) năng suất cao (lên đến 40 kg / giờ kim loại phun),

b) lớp phủ bền hơn với độ bám dính cao so với phương pháp ngọn lửa,

c) khả năng sử dụng dây của các kim loại khác nhau giúp có thể có được lớp phủ "hợp kim giả",

d) chi phí vận hành thấp.

Nhược điểm của quá trình kim loại hóa hồ quang kim loại là:

a) khả năng quá nhiệt và oxy hóa vật liệu được phun ở tốc độ nạp liệu thấp,

b) đốt cháy các nguyên tố hợp kim của vật liệu được phun.

Cơm. 4. Kim loại hóa hồ quang điện: 1 — cung cấp khí nén, 2 — cấp dây, 3 — vòi phun, 4 — dây dẫn, 5 — chi tiết.

4) Phun plasma (Hình 5). Trong plasmatrons, cực dương là một vòi phun làm mát bằng nước và cực âm là một thanh vonfram. Argon và nitơ thường được sử dụng làm khí tạo plasma, đôi khi có thêm hydro. Nhiệt độ ở đầu ra của vòi có thể lên tới vài chục nghìn độ; do sự giãn nở mạnh của khí, tia plasma thu được động năng cao.

Quá trình phun plasma ở nhiệt độ cao cho phép ứng dụng các lớp phủ chịu lửa. Thay đổi kiểu phun giúp có thể sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau, từ kim loại đến chất hữu cơ. Mật độ và độ bám dính của các lớp phủ như vậy cũng cao, nhược điểm của phương pháp này là: năng suất tương đối thấp và bức xạ cực tím mạnh.

Tìm hiểu thêm về phương pháp phủ này tại đây: Plasma Spray Coatings

Cơm. 5. Phun plasma: 1 — khí trơ, 2 — nước làm mát, 3 — dòng điện một chiều, 4 — vật liệu được phun, 5 — cực âm, 6 — cực dương, 7 — bộ phận.

5) Phun xung điện (Hình 6). Phương pháp này dựa trên sự nóng chảy bùng nổ của một sợi dây khi phóng điện của một tụ điện đi qua nó. Trong trường hợp này, khoảng 60% dây nóng chảy và 40% còn lại chuyển sang trạng thái khí. Sự tan chảy bao gồm các hạt rất nhỏ từ vài phần trăm đến vài milimét.Nếu mức phóng điện quá mức, kim loại trong dây hoàn toàn biến thành khí. Sự chuyển động của các hạt về phía bề mặt được phun là do sự giãn nở của chất khí trong quá trình nổ.

Ưu điểm của phương pháp này là không có quá trình oxy hóa do sự dịch chuyển của không khí, mật độ cao và độ bám dính của lớp phủ. Nhược điểm bao gồm hạn chế trong việc lựa chọn vật liệu (chúng phải dẫn điện), cũng như không thể có được lớp phủ dày.

Cơm. 6. Sơ đồ phun xung điện: CH — cấp nguồn cho tụ điện, C — tụ điện, R — điện trở, SW — công tắc, EW — dây, B — chi tiết.

6) Phun laze (hình 7). Trong phun laser, bột được đưa vào chùm tia laser thông qua một vòi cấp liệu. Trong chùm tia laze, bột được nấu chảy và bôi lên phôi. Khí bảo vệ phục vụ như bảo vệ chống lại quá trình oxy hóa. Lĩnh vực ứng dụng của phun laser là phủ các dụng cụ dập, uốn, cắt.

Vật liệu bột được sử dụng để phun ngọn lửa, plasma, laser và kích nổ. Dây hoặc que — cho phun lửa khí, hồ quang điện và xung điện. Phần bột càng mịn thì độ xốp càng nhỏ, độ bám dính càng tốt và chất lượng màng sơn càng cao. Bề mặt được phun cho mỗi phương pháp phun được đặt cách vòi ít nhất 100 mm.

Cơm. 7. Phun laze: 1—chùm laze, 2—khí bảo vệ, 3—bột, 4—chi tiết.

bộ phận phun

Phun lớp phủ được áp dụng:

• kỹ thuật cơ khí nói chung để tăng cường các bộ phận (vòng bi, con lăn, bánh răng, đồng hồ đo, bao gồm cả ren, trung tâm máy, khuôn và cú đấm, v.v.);

• trong ngành công nghiệp ô tô để phủ trục khuỷu và trục cam, khớp phanh, xi lanh, đầu và vòng piston, đĩa ly hợp, van xả;

• trong ngành hàng không để che vòi phun và các bộ phận khác của động cơ, cánh tuabin, để lót thân máy bay;

• trong ngành kỹ thuật điện — đối với lớp phủ của tụ điện, gương phản xạ ăng-ten;

• trong ngành hóa chất và hóa dầu — để bọc van và bệ van, vòi phun, pít-tông, trục, cánh quạt, xi lanh bơm, buồng đốt, để bảo vệ chống ăn mòn cho các kết cấu kim loại hoạt động trong môi trường biển;

• trong y học — để phun điện cực của máy tạo ozon, chân tay giả;

• trong cuộc sống hàng ngày — để tăng cường thiết bị nhà bếp (bát đĩa, bếp lò).