Processo de Pulverização Térmica

 

A pulverização explosiva é um método no qual o oxigênio e o gás acetileno são misturados em uma determinada proporção em uma câmara de combustão especialmente projetada e depois detonados para aquecer e derreter o pó e fazer com que as partículas atinjam a superfície da peça em alta velocidade para formar um revestimento .

 

 

A pulverização explosiva é um método no qual o oxigênio e o gás acetileno são misturados em uma determinada proporção em uma câmara de combustão especialmente projetada e depois detonados para aquecer e derreter o pó e fazer com que as partículas atinjam a superfície da peça em alta velocidade para formar um revestimento .A maior característica da pulverização explosiva é a alta velocidade de voo e a alta energia cinética das partículas, de modo que o revestimento em spray explosivo tem: Primeiro, a resistência de ligação entre o revestimento e a matriz é alta.Em segundo lugar, o revestimento é denso e tem porosidade muito baixa.Terceiro, a rugosidade superficial do revestimento é baixa após o processamento.Quarto, a temperatura da superfície da peça é baixa.Na pulverização explosiva, quando o teor de acetileno é de 45%, a mistura oxigênio-acetileno pode produzir uma temperatura de combustão livre de 3.140°C, mas pode exceder 4.200°C em condições explosivas, de modo que a maioria dos pós pode derreter.A distância que a pólvora é transportada no canhão de alta velocidade é muito maior do que a do canhão de plasma, o que também é a razão da alta velocidade das partículas.A pulverização explosiva pode pulverizar materiais metálicos, cermet e cerâmicos.Porém, devido ao alto preço do equipamento, ruído alto, atmosfera oxidante e outros motivos, ele não é amplamente utilizado no país e no exterior.A pulverização explosiva aplicada com mais sucesso no mundo é a patente obtida pela Filial Linde da American Union Carbide Company em 1955. Em nosso país, por volta de 1985, o Instituto de Pesquisa de Materiais Aeroespaciais do Ministério da Indústria Aeroespacial da China desenvolveu com sucesso a pulverização explosiva equipamento.Em termos de desempenho de revestimento Co/WC, o desempenho de pulverização está próximo do nível da Union Carbide nos Estados Unidos.

 

 

A maior característica da pulverização explosiva é que a energia térmica de uma explosão repentina é usada para aquecer e derreter o material de pulverização, e a alta pressão gerada pela onda de choque da explosão é usada para pulverizar o material em pó de pulverização em alta velocidade na superfície de o substrato da peça de trabalho para formar um revestimento.Suas principais vantagens são as seguintes.

(2) O dano térmico à peça de trabalho é pequeno.Como a pulverização explosiva é do tipo pulso, o tempo de impacto do fluxo de ar quente e das partículas é sempre curto e o nitrogênio tem um efeito de resfriamento na peça de trabalho.A temperatura da peça de trabalho é inferior a 200°C, portanto o dano térmico da matriz é pequeno e não ocorrerão deformação e mudança de fase.
(3) A espessura do revestimento é fácil de controlar, a margem de usinagem é pequena e as operações de manutenção são convenientes.
(4) A rugosidade do revestimento explosivo por pulverização é baixa, possivelmente inferior a 1,60 μm, e a rugosidade pode atingir 0,025 μm após a retificação.
(5) Durante o processo de pulverização, os materiais em pó à base de carboneto e carboneto não produzirão decomposição e descarbonetação de carbono, garantindo assim a consistência da composição do tecido de revestimento e da composição do pó.
(6) Baixo consumo de oxigênio e baixos custos operacionais.

 

A pulverização de plasma é uma tecnologia avançada de pulverização térmica que usa o fluxo de ar de alta temperatura e alta velocidade do plasma para pulverizar materiais de revestimento na superfície do substrato para formar um revestimento uniforme, denso e de alta qualidade.Esta tecnologia possui características de temperatura ultra-alta, é adequada para pulverizar materiais de alto ponto de fusão e pode atingir alta densidade e alta resistência de ligação do revestimento.

 

 

(1) O corpo base é menos aquecido e as peças não são deformadas: Como as peças não são carregadas durante a pulverização, o metal base não derrete, portanto as propriedades de tratamento térmico do metal base não mudarão, e alguns de alta resistência materiais de aço podem ser pulverizados.
(2) Vários tipos de materiais e propriedades de revestimento ricas: A pulverização de plasma pode usar uma variedade de materiais, incluindo metais, cerâmicas, plásticos, etc., de modo que revestimentos com várias propriedades podem ser obtidos, como revestimentos resistentes ao desgaste, isolamento térmico revestimentos e revestimentos resistentes a altas temperaturas.Revestimento de óxido, revestimento isolante, etc.
(3) Processo estável e alta qualidade de revestimento: Os parâmetros do processo de pulverização de plasma podem ser controlados quantitativamente, o processo é estável, a reprodutibilidade do revestimento é boa e a resistência de ligação entre o revestimento e o substrato é alta.
Os parâmetros do processo de pulverização de plasma incluem a seleção do gás de plasma, potência do arco, quantidade de alimentação de pó, distância e ângulo de pulverização, etc. O ajuste adequado desses parâmetros é crucial para a qualidade do revestimento.Por exemplo, a escolha do gás de plasma afetará a entalpia e a vazão do revestimento, a potência do arco afetará a temperatura do revestimento e o grau de fusão das partículas, e a quantidade de alimentação de pó e a distância de pulverização afetarão a eficiência de deposição e uniformidade do revestimento.sexo.
A tecnologia de pulverização de plasma é amplamente utilizada nas áreas aeroespacial, automotiva, eletrônica, médica e outras.No campo aeroespacial, ligas de alta temperatura, revestimentos cerâmicos, etc. podem ser pulverizados para melhorar a resistência ao calor de motores, turbinas e outros componentes;na área automotiva, revestimentos anticorrosivos, revestimentos cerâmicos, etc. podem ser pulverizados para melhorar a resistência à corrosão de peças automotivas;No campo da eletrônica, revestimentos condutores, revestimentos isolantes, etc. podem ser pulverizados para melhorar o desempenho e a confiabilidade dos componentes eletrônicos.

Que tipos de gases de plasma são comumente usados ​​em processos de pulverização de plasma?
No processo de pulverização de plasma, os gases de plasma comumente usados ​​incluem principalmente os seguintes tipos:
Hidrogênio (H2): O hidrogênio é um gás diatômico com alta condutividade térmica e pode aumentar significativamente a temperatura e a potência térmica do arco plasma.O hidrogênio é um gás indispensável na pulverização de materiais refratários e materiais cerâmicos.No entanto, o hidrogénio é difícil de preparar e preservar, é caro e apresenta certos riscos de segurança, pelo que a sua utilização é limitada em alguns casos.
Nitrogênio (N2): O nitrogênio também é um gás diatômico com alto valor de entalpia térmica.Absorve muito calor durante o processo de ionização e possui alta taxa de utilização de energia.O nitrogênio é amplamente utilizado na pulverização de plasma devido à sua fonte conveniente e ao baixo preço.No entanto, o nitrogênio tem certas propriedades oxidantes e não é adequado para pulverização de pós que são facilmente oxidados.
Argônio (Ar): O argônio é um gás monoatômico com baixa tensão de arco e baixa entalpia térmica.No entanto, absorve calor rapidamente durante a ionização e tem uma condutividade térmica relativamente pequena.O argônio tem boas propriedades de início e estabilização de arco.É um gás inerte com boas propriedades protetoras e adequado para pulverização de metais com forte atividade química.O argônio é um dos gases de plasma comumente usados, mas seu custo é relativamente alto.
Hélio (He): O hélio é um gás monoatômico, também um gás inerte, com valor de entalpia extremamente alto.O hélio absorve muito calor durante o processo de ionização, por isso apresenta um alto valor de entalpia em altas temperaturas.As propriedades físicas e químicas do hélio são muito estáveis, mas devido ao seu baixíssimo teor no ar e ao altíssimo custo de extração, é menos utilizado em aplicações industriais.
Vapor d'água e ar: A capacidade de transferência de calor do vapor d'água e do ar também é bastante elevada, com amplas fontes, comodidade e baixo custo.Portanto, as pessoas começaram a considerar o uso de vapor d'água e ar como fontes de gás para pulverização de plasma e alcançaram certos resultados.Por exemplo, foi desenvolvido equipamento comercializado de pulverização de plasma estabilizado com água de alta potência, mas a sua estrutura é complexa e a estabilidade do jacto de plasma durante a pulverização precisa de ser melhorada.

 

A pulverização de arco é uma tecnologia de pulverização térmica que utiliza dois fios metálicos alimentados continuamente como eletrodos consumíveis para gerar arcos em suas extremidades como fonte de calor.O fio fundido é atomizado por ar comprimido e pulverizado na superfície da peça em alta velocidade para formar um revestimento.Durante esse processo, o fio metálico entra em curto-circuito e descarrega no momento do contato.Sob a ação do fluxo de ar de alta velocidade e do mecanismo de alimentação do fio, o metal na extremidade passa por uma série de processos como fusão, atomização, aceleração e deposição, e finalmente forma um revestimento.

 

 

(1) Alta utilização de energia: A pulverização de arco converte energia elétrica diretamente em energia térmica, e a taxa de utilização de energia térmica é tão alta quanto 60%-70%, que é muito maior do que 5%-15% da pulverização por chama.
(2) Alta relação custo-benefício: Como dois fios metálicos são alimentados ao mesmo tempo, a eficiência de pulverização é alta e o custo é baixo.
(3) Alta resistência de ligação do revestimento: Todas as partículas são pulverizadas por atomização de gotículas, portanto a resistência de ligação do revestimento é alta.
(4) Ampla aplicabilidade: Os revestimentos de materiais resistentes à corrosão podem ser pulverizados de acordo com diferentes ambientes corrosivos e têm aplicabilidade universal.

 

 

- Aeroespacial
- Fabricante de automóveis
- Petroquímica
- Capacitores de potência e seus equipamentos eletrônicos
- Superfície metálica anticorrosiva, resistência ao desgaste, condutividade, isolamento, decoração, etc.

 

- Os funcionários devem usar equipamentos de proteção individual, incluindo capacetes de segurança, óculos de proteção, máscaras de proteção, roupas de proteção, etc.
- Certifique-se de que outros equipamentos e itens na área de trabalho não sejam afetados pela pulverização e tome as medidas de proteção adequadas.
- Quando forem descobertos quaisquer riscos potenciais à segurança em equipamentos de pulverização por arco, eles devem ser relatados imediatamente e medidas devem ser tomadas para resolver os problemas em tempo hábil.

A pulverização supersônica envolve misturar combustível gasoso ou líquido com oxigênio de alta pressão e depois queimá-lo em uma câmara de combustão ou bocal específico.A chama de combustão resultante de alta temperatura e alta velocidade é usada para pulverização.Como a velocidade da chama de combustão é várias vezes a velocidade do som, 'nós Mach' brilhantes no fluxo da chama podem ser vistos visualmente, então a pulverização supersônica é geralmente chamada de pulverização com chama supersônica.Ao alimentar o pó axialmente na chama, as partículas de pulverização podem ser aquecidas até um estado fundido ou semi-fundido e aceleradas a uma velocidade de até 300-500m/s ou até mais, obtendo-se assim um revestimento denso e de alta qualidade com alta resistência de ligação..A velocidade da chama supersônica é muito alta, mas a temperatura é relativamente baixa, cerca de 3.000°C.Para o metal duro WC-Co, ele pode inibir efetivamente a decomposição do WC durante o processo de pulverização.O revestimento em spray supersônico não só possui alta resistência de ligação, mas também é denso e possui excelente resistência ao desgaste.Sua resistência ao desgaste excede em muito o revestimento por spray de plasma, é equivalente ao revestimento por spray explosivo e também excede a camada de cromo duro galvanizada e a camada de fusão por spray.É extremamente amplamente utilizado.

 

 

Além disso, a pistola supersônica precisa ser limpa frequentemente durante o processo de pulverização para evitar a deposição excessiva de pó metálico.Durante o processo de trabalho da pistola, a tensão nos dois pólos atinge dezenas de milhares de volts.O excesso de poeira pode facilmente produzir faíscas, afetando a construção e causando acidentes.Os principais métodos para limpar a pistola são uma pistola de ar de alta pressão e um pano seco.
A aplicação da tecnologia de pulverização supersônica (HVOF) Com o desenvolvimento e aprimoramento da tecnologia de pulverização térmica em meu país, os requisitos de qualidade para revestimentos pulverizados estão se tornando cada vez mais elevados.O método de gás de alta velocidade desenvolvido nos Estados Unidos e em outros países nos últimos anos é um novo processo para a preparação de revestimentos de alta qualidade.Porque o método de pulverização por chama supersônica tem muitas vantagens.

A soldagem por spray de chama é uma tecnologia de tratamento de superfície metálica comumente usada.Ele usa uma chama de oxiacetileno para aquecer o pó da liga até derreter ou atingir um estado de alta plasticidade e, em seguida, pulveriza-o na superfície da peça de trabalho para formar um revestimento protetor ou aprimorado.Este processo pode ser usado para reforço superficial ou reparo de diversas peças de aço carbono e aço de baixa liga.Porém, ao utilizá-lo, deve-se atentar para as características do material da matriz para evitar diferenças excessivas nos coeficientes de expansão linear ou na matriz contendo substâncias que são fáceis de reagir com o oxigênio.elementos que causam dificuldade na soldagem por spray.

 

 

Amplo escopo de aplicação: adequado para tratamento de superfície de uma variedade de materiais metálicos.
Custo relativamente baixo: A soldagem por spray de chama é mais barata do que outras tecnologias de tratamento de superfície.
Fácil de operar: O fluxo do processo é relativamente simples e fácil de dominar.
Melhorar a resistência ao desgaste e à corrosão: A camada de soldagem por spray pode melhorar significativamente a resistência ao desgaste e à corrosão da peça de trabalho.

 

 

A soldagem por spray de chama é amplamente utilizada nos seguintes campos:
Reparo de peças mecânicas: Usado para reparar superfícies de peças mecânicas desgastadas ou danificadas.
Reforço da superfície: Melhora a resistência ao desgaste e à fadiga das peças.
Tratamento anticorrosivo: utilizado para melhorar a resistência à corrosão das peças e prolongar sua vida útil.

 

Ao realizar soldagem por spray de chama, você precisa prestar atenção aos seguintes pontos:
Tratamento de superfície da peça: A superfície precisa ser estritamente purificada e rugosa antes da pulverização para garantir a adesão do revestimento.
Especificações de pulverização: Controle rigorosamente as especificações de pulverização para evitar o superaquecimento da peça de trabalho.Especialmente quando o revestimento é espesso, é necessária uma pulverização intermitente para esfriar.
Ângulo de pulverização: Preste atenção ao ângulo da pistola ao pulverizar para garantir uma distribuição uniforme e boa adesão do revestimento.
Controle da temperatura de refusão: O controle da temperatura de refusão é muito crítico.Temperaturas muito altas ou muito baixas podem afetar a qualidade do revestimento e o desempenho da peça de trabalho.

 

 

O revestimento a laser é um novo tipo de tecnologia de modificação de superfície.Ele adiciona materiais de revestimento à superfície do substrato e usa feixes de laser de alta densidade de energia para fundi-los junto com a fina camada na superfície do substrato para formar um fundido aditivo ligado metalurgicamente.Revestimento.Este processo pode melhorar significativamente a resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência ao calor, resistência à oxidação ou propriedades elétricas da superfície do material base, atingindo assim o objetivo de modificação ou reparo da superfície, atendendo aos requisitos específicos de desempenho da superfície do material e economizando uma grande quantidade dos custos de materiais.

 

 

Baixa taxa de diluição: A camada de revestimento a laser é ligada metalurgicamente ao substrato e a taxa de diluição é baixa, geralmente apenas 5% a 8%, o que significa que um revestimento mais fino pode ser usado para atingir os requisitos de desempenho exigidos.
Alta dureza e resistência ao desgaste: A camada de revestimento possui estrutura fina e densa, maior dureza e melhor resistência ao desgaste.
Pequena zona afetada pelo calor: Devido à alta temperatura de aquecimento do feixe de laser, a zona afetada pelo calor é pequena e a peça de trabalho se deforma menos.
Qualidade estável da camada de revestimento: A qualidade da camada de revestimento a laser é estável e fácil de realizar a produção automatizada.
Ampla gama de seleção de materiais: A densidade de potência do feixe de laser é alta, a temperatura de aquecimento é alta e a gama de seleção de materiais de revestimento é mais ampla.

 

Os processos de revestimento a laser podem ser divididos em duas categorias de acordo com o método de fornecimento dos materiais de revestimento:
Revestimento a laser pré-posicionado: Primeiro, o material de revestimento é pré-colocado na parte de revestimento da superfície do substrato e, em seguida, o feixe de laser é usado para escanear e derreter o material de revestimento e a superfície do substrato.
Revestimento a laser com alimentação síncrona de pó: os materiais de revestimento em pó ou fio são alimentados de forma síncrona na poça fundida através do bico durante o processo de revestimento.

 

Modificação de superfície: como modificação de superfície de pás de turbinas a gás, rolos, engrenagens, etc.
Reparo de superfície: como reparo de superfície de rotores, moldes, etc.
Fabricação aditiva a laser: Através do revestimento a laser camada por camada, são obtidas peças com estrutura tridimensional.

 

As tendências de desenvolvimento da tecnologia de revestimento a laser concentram-se principalmente nos seguintes aspectos:
Pesquisa teórica básica: Compreensão aprofundada dos mecanismos físicos e químicos no processo de revestimento a laser.
Projeto e desenvolvimento de materiais de revestimento: Desenvolva novos materiais de revestimento para atender a requisitos de desempenho mais elevados.
Melhoria e desenvolvimento de equipamentos de revestimento a laser: melhore o desempenho e a estabilidade dos equipamentos de revestimento a laser.
Estabelecimento de modelo teórico: Estabeleça um modelo teórico preciso de revestimento a laser para orientar a produção real.
Tecnologia de prototipagem rápida de revestimento a laser: desenvolva tecnologia de prototipagem de revestimento a laser rápida e eficiente.
Automação do controle do processo de revestimento: Realize o controle automatizado do processo de revestimento a laser para melhorar a eficiência da produção e a qualidade do produto.