Bktp-omsk.ru

Делаем сами
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Металлическое напыление на металл

Технология напыления

Технологии напыления — оборудование, расходные материалы, применение

Сущность

Расплавление высокотемпературным источником энергии распыляемого материала с образованием двухфазного газопорошкового потока, с формированием покрытия, как правило, толщиной 0,1-1 мм и нагреве напыляемой детали не более 150°С.

В зависимости от используемого источника энергии существуют следующие способы напыления:

  • газопламенное, с использованием тепла сгорания горючих газов (ацетилена, пропан-бутана и др.) в смеси с кислородом или сжатым воздухом;
  • электродуговое, при плавлении двух проволок электрической дугой и распылении сжатым воздухом расплавленного металла;
  • детонационное, в котором перенос и нагрев порошкового материала осуществляется ударной волной, образующейся в результате взрыва горючей смеси и выделении при этом теплоты;
  • плазменное, где нагрев и разгон наносимого порошкового материала осуществляется плазменной струёй;
  • высокоскоростное (HVOF, HVAF), когда порошковый материал подается в камеру сгорания смеси, содержащей кислород и горючие газы (водород, пропан, метан) или горючее (керосин), с последующим его прохождением через расширяющееся сопло Лаваля;
  • холодное газодинамическое — нанесение покрытий из пластичных порошковых материалов (в смеси с оксидом алюминия) при их разгоне сверхзвуковыми газовыми струями, нагретыми до температуры 300-1000°С.

Назначение

Нанесение функциональных покрытий и восстановление размеров изношенных и бракованных поверхностей с использованием металлических, керамических, металлокерамических, полимерных и других материалов.

За счет нанесения покрытий поверхности деталей могут приобретать улучшенные характеристики износостойкости, антифрикционности, термостойкости, жаростойкости, эрозионной стойкости, фреттингостойкости, кавитационной стойкости, коррозионной стойкости, электроизоляционных и теплоизоляционных свойств, поглощения или отражения излучения и др.

Выбор

Состоит из определения способа напыления (см. табл.), напыляемого материала, оборудования, технологических режимов для получения заданных свойств покрытия. Параметры режима работы оборудования, связанные с тепловой мощностью и скоростью истечения энергетической струи, выбираются с учетом коэффициента использования материала, адгезии, пористости, проплавляемости покрытия, количественного распределения оплавленных частиц по пятну напыления и других характеристик.

Выбор материала для формирования покрытия определяется условиями эксплуатации напыляемых деталей, требованиями к его толщине и физико-механическим характеристикам после напыления и обработки. Практически, известно около 100 видов распыляемых материалов.

Технико-экономические показатели видов напыления

Метод напыленияВид напыляемого материалаОптимальная толщина покрытияТемпература пламени, дуги, детонации, струиСкорость истечения пламени, дуги, детонации, струиСкорость частицПрочность сцепления покрытия с основойПористость покрытияПроизводительность процесса — металлПроизводительность процесса — керамикаКоэф-фициент исполь-зования материалаУровень шума
ммКм/см/сМПа%кг/ч%дБ
Газопламенныйпорошок, проволока0,1-1,03463 (С2Н2+О2)150-16020-805-255-253-101-2,570-9070-110
Электродуговойпроволока5300-6300100-30050-15010-305-152-5075-9575-120
Детонационныйпорошок2500-58002000-3000600-100010-1600,5-60,1-6,00,5-1,525-60125-140
Плазменный — в инертных средахпорошок, проволока5000-1500050-40010-602-150,5-8 (20-60 кВт)70-9075-115
Плазменный — в активных средах1000-150015570-90110-120
Плазменный — в разряженных средах2900500-100070-800,5-1≤75
Высокоскоростнойпорошок2500-30002600350-50010-1600,3-13-440-75100-120

Преимущества

Фотографии производства

Недостатки

  • нестойкость напыленных покрытий к ударным механическим нагрузкам (кроме оплавляемых);
  • анизотропия свойств; низкий коэффициент использования напыляемого материала при нанесении покрытий на мелкоразмерные детали;
  • обязательное использование перед процессом напыления активационной обработки (например, абразивно-струйной);
  • выделение в процессе напыления аэрозолей напыляемых материалов и побочных газов;
  • повышенный уровень шума, а в случаях связанных с электрической дугой — ультрафиолетового излучения.

Ссылки на книги и статьи

  • Соснин Н.А., Ермаков С.А., Тополянский П.А. Плазменные технологии. Руководство для инженеров. Изд-во Политехнического ун-та. СПб.: 2013. — 406 с.
  • Тополянский П.А., Тополянский А.П. Прогрессивные технологии нанесения покрытий — наплавка, напыление, осаждение. Арматуростроение. 2011. — № 4 (73). — С. 63-68
  • Тополянский П.А., Соснин Н.А., Ермаков С.А. Напыление порошковых покрытий плазмотронами с фиксированной длиной сжатой дуги. Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки. Материалы 9-ой практической конференции 10-13.04.2007 г. Санкт-Петербург, Изд. Политехнического ун-та. Санкт-Петербург. 2007. ч.1. — С. 249-257
  • Тополянский П.А., Соснин Н.А. Кавитационностойкие плазменные покрытия роторов электрических машин. Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций. Материалы 3-й Всероссийской практической конференции-выставки 27-28 марта 2001 г. Санкт-Петербург. Изд. СПбГТУ, 2001. — С. 39-44
  • Тополянский П.А., Соснин Н.А. Нанесение эрозионностойких покрытий на вентиляционные лопатки турбогенераторов методом плазменного напыления. Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций. Материалы 3-й Всероссийской практической конференции-выставки 27-28.03. 2001 г. СПб. Изд. СПбГТУ, 2001. — С. 33-39
  • Тополянский П.А., Шемонаев Л.Ф. Исследование токосъемных алюминиевых шин с электропроводящими покрытиями, нанесенными методами газопламенного напыления. Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций. Материалы 5-й Международной практической конференции-выставки 8-10 апреля 2003 г. Санкт-Петербург. Изд. СПбГПУ. 2003. — С. 107-112
  • Тополянский П.А. Электроизоляционные покрытия, наносимые методом воздушно-плазменного напыления. Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций. Материалы 5-й Международной практической конференции-выставки 8-10 апреля 2003 г. Санкт-Петербург. Изд. СПбГПУ, 2003. — С. 112-115 112
  • Тополянский П.А. Нанесение антифрикционных покрытий на детали торцовых уплотнений электрических машин. Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций. Материалы 5-й Международной практической конференции-выставки 8-10 апреля 2003 г. Санкт-Петербург. Изд. СПбГПУ, 2003. — С. 102-107 112
  • Тополянский П.А. Газотермическое напыление баббитовых покрытий на детали подшипников скольжения. Турбины и компрессоры. 2003. №3-4. — С. 58-61
  • Тополянский П.А., Соснин Н.А. Методология разработки технологических процессов газотермического напыления защитных и износостойких покрытий. Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций. Материалы 5-й Международной практической конференции-выставки 8-10 апреля 2003 г. Санкт-Петербург. Изд. СПбГПУ, 2003. — С. 28-45 61
  • Тополянский П.А., Соснин Н.А. Технологический аудит процессов нанесения покрытий и упрочнения. Технолог по сварочному производству промышленных предприятий, объектов энергетики и строительства. Материалы 3-й Всероссийской практической конференции 30 мая — 1 июня 2002 г. Санкт-Петербург. Изд. СПбГТУ. Санкт-Петербург. 2002.- С. 132-141
  • Бланк Е.Д., Слепнев В.Н., Галеев И.М., Тополянский П.А. Композиционные детонационные покрытия на основе оксида алюминия. Технологии ремонта, восстановления и упрочнения машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки. Материалы 10-й Международной научно-практической конференции 15-18 апреля 2008 г. Ч. 1. Санкт-Петербург. Изд. СПбГПУ, 2008. — С. 58-61
  • Галеев И.М., Бланк Е.Д., Тополянский П.А., Чижиков В.В., Колесов С.С. Повышение износостойкости поверхностей трения деталей из алюминиевых сплавов газотермическими покрытиями. Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня. Материалы 11-й Международной научно-практической конференции 14-17 апреля 2009 г. Санкт-Петербург. Изд. СПбГПУ, 2009, Ч.1. С. 204-206
  • Галеев И.М., Бланк Е.Д., Тополянский П.А., Зюмченко П.С., Васильев В.Ф. Повышение износостойкости и герметизирующей способности подвижных соединений уплотнительных устройств. Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня: В 2 ч. Часть 1: Материалы 13-й Международной научно-практической конференции: СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. — С. 88-90
  • Пименов А.В., Галеев И.М., Тополянский П.А. Опыт применения газотермических сверхзвуковых методов нанесения высокопрочных покрытий. Технологии упрочнения, нанесения покрытий и ремонта: теория и практика: В 2 ч. Часть 1: Материалы 15-й Международной научно-практической конференции: СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. — С. 173-174
  • Галеев И.М., Тополянский П.А. Особенности сверхзвуковых методов нанесения покрытий. Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня: В 2 ч. Часть 1: Материалы 13-й Международной научно-практической конференции: СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. — С. 430-432

Свяжитесь с нами по телефонам: +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту: office@plasmacentre.ru

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Напыление металлического слоя (металлов)

При напылении покрытий не наблюдается расплавления материала восстанавливаемой поверхности, что существенно снижает деформацию детали в процессе нанесения покрытия.

Для обеспечения формирования качественного покрытия при напылении металлического слоя необходимо выполнять следующие правила:

■ термическое воздействие на материал восстанавливаемой детали не должно вызывать фазовых и структурных превращений;

■ материал покрытия и основной материал не должны перемещаться в процессе напыления, т. е. следует предупреждать диффузию материала покрытия в материал детали;
■ при нанесении покрытий не должно происходить реакций, способных изменить химический состав наносимого покрытия по сравнению с исходным материалом.

Для выполнения приведенных правил необходимо использовать такие способы нанесения покрытий, которые обеспечивают сохранение твердого состояния наносимого материала в процессе напыления. Наиболее рациональным является способ газотермического напыления порошковых покрытий.

В общем случае процесс напыления складывается из следующих этапов: нагрев напыляемого материала, его дробление, перенос на восстанавливаемую поверхность с большой скоростью, удар об эту поверхность, деформирование и закрепление наносимого материала.

Нагрев напыляемого материала осуществляется газовым пламенем, электрической дугой, плазмой и т. п.

В качестве материала для нанесения покрытий используется проволока или порошки разного состава.

В зависимости от источника нагрева и способа дробления напыляемого материала различают несколько способов напыления: электродуговое, газопламенное, детонационное и плазменное (индукционное или плазменно-дуговое). Напыление может производиться без защиты зоны напыления от окружающей среды, с местной защитой или в герметичной камере.

Подготовка наносимого покрытия заключается в очистке материала, предназначенного для напыления, от загрязнений, например удаление антикоррозионной смазки с проволоки в растворах технических моющих средств с последующим ее отжигом, обработкой в растворе серной кислоты, промывкой в проточной воде и просушиванием.

Механическая обработка восстанавливаемой поверхности обеспечивает придание ей правильной геометрической формы и равномерность толщины наносимого покрытия. Предварительная механическая обработка сводится к протачиванию, растачиванию, подрезанию торцов и обдирочному (черновому) шлифованию.

Подготовка восстанавливаемой поверхности к напылению может осуществляться несколькими способами.

Механические способы заключаются в обработке поверхности, подлежащей восстановлению, струей газа (обдув сжатым воздухом) или жидкости либо твердыми материалами с использованием в качестве инструмента резцов, металлических проволочных щеток или зерен свободного абразива. Механическая обработка также включает в себя нарезание «рваной резьбы» на цилиндрических поверхностях восстанавливаемых деталей.

На конических поверхностях восстанавливаемых деталей прорезают кольцевые канавки шириной 1,2… 1,4 мм на глубину 0,7… 0,8 мм. Шаг нарезаемых канавок должен составлять 1,6… 2,0 мм.

На плоских поверхностях прорезают канавки по Архимедовой спирали, используя токарные или карусельные станки. Спиральные канавки после их нарезания подвергают дробеструйной обработке, обеспечивающей притупление острых кромок и создание дополнительной шероховатости восстанавливаемой поверхности с целью повышения прочности сцепления наносимого слоя с материалом восстанавливаемой детали.

При твердости восстанавливаемой поверхности меньше 35 HRC механическую обработку ведут без снятия стружки. В этом случае выполняется сетчатая накатка поверхности, которая практически не оказывает влияния на усталостную прочность материала восстанавливаемой детали, обеспечивая надежное соединение покрытия с основным металлом.

Термически обработанные поверхности, обладающие высокой твердостью, обрабатывают зернами корунда, перемещаемого в струе сжатого воздуха; термически не обработанные поверхности подвергают дробеструйной обработке стальной или чугунной дробью.

Химические способы осуществляются путем травления восстанавливаемых поверхностей разными растворами. Выбор раствора для травления зависит от материала восстанавливаемой поверхности. Для выбора раствора пользуются справочными таблицами. Интервал времени между процессами травления и нанесения покрытий не должен превышать 3 ч.

Термические способы предусматривают использование разогретого (неподвижного или движущегося) или ионизированного газа, инфракрасного, ультрафиолетового или лазерного излучения.

Выбор способа подготовки восстанавливаемых поверхностей для нанесения покрытий методом напыления зависит от физико-механических требований, предъявляемых к этим поверхностям в процессе эксплуатации. Для выбора используют справочные таблицы.

Очистка и обезжиривание восстанавливаемых поверхностей выполняется механическим и химическим способами с применением моющих технических средств и растворителей. Такая обработка позволяет увеличить прочность соединения наносимого покрытия с материалом восстанавливаемой поверхности.

обеспечивает повышение прочности соединения наносимого подслоя с основным материалом, а наносимого покрытия с подслоем.

Нанесение подслоя перед нанесением основного покрытия необходимо для обеспечения более прочного соединения покрытия с основным материалом восстанавливаемой поверхности.

Процесс нанесения напыляемых покрытий может производиться без их оплавления, с одновременным нанесением и оплавлением и с оплавлением после нанесения напыляемого покрытия.

Нанесение порошковых покрытий на восстанавливаемую поверхность в зависимости от степени износа, назначения деталей и материала, из которого они изготовлены, осуществляется следующими способами:

■ газопламенным напылением без последующего оплавления при износе, не превышающем 2 мм, и отсутствии деформаций, искажающих структуру материала, например смятия, если детали в процессе эксплуатации не подвергаются знакопеременным и ударным нагрузкам и значительному температурному воздействию;

■ газопламенному напылению с одновременным оплавлением при износе восстанавливаемой поверхности до 5 мм, если детали изготовлены из чугуна, конструкционных углеродистых и легированных коррозионно-стойких сталей и испытывают в процессе эксплуатации знакопеременные и ударные нагрузки;

■ газопламенным напылением с последующим оплавлением при износе деталей типа валов, не превышающем 2,5 мм, если детали подвержены в процессе эксплуатации коррозионному воздействию, абразивному изнашиванию или действию высоких температур.

Газопламенное напыление осуществляется при нагревании напыляемого материала газовым пламенем горелок, работающих на газовых смесях ацетилен-кислород или пропан-бутан, до его расплавления и последующего напыления на восстанавливаемую поверхность струей сжатого воздуха. В качестве материала для газопламенного напыления применяют порошки, проволоку и шнуры.

Газопламенное напыление порошковыми материалами осуществляется при подаче порошка, как правило, вдоль оси факела в его внутреннюю часть под действием собственного веса частиц распыляемого материала или с помощью транспортирующего газа (рис., 1.4). При использовании для напыления проволоки и шнуров их подачу осуществляют в восстановительную часть пламени. Газопламенное напыление может производиться без оплавления (для не испытывающих деформаций деталей, работающих при температуре ниже 350 °С в условиях нагружения без знакопеременных нагрузок) при восстановлении наружных и внутренних цилиндрических поверхностей подвижных и неподвижных соединений с предусмотренным последующим оплавлением газокислородным пламенем или токами высокой частоты. Данный способ восстановления деталей используют в случаях повышенных требований к износостойкости и прочности сцепления покрытия с основным металлом детали, а также при необходимости одновременного оплавления при восстановлении деталей из чугуна или стали, если толщина наносимого покрытия составляет 1,3… 1,8 мм на сторону.

Рис. 1.4 Схема газопламенного напыления порошкового материала с помощью транспортирующего газа:

1 — сопло; 2 — факел; 3 — покрытие; 4 — подложка

Процесс нанесения порошковых покрытий осуществляется на специальных аппаратах, выполненных на базе горелок для ручной газовой сварки, но отличающихся от них наличием специального питателя (бункера) с порошковым материалом.

Читать еще:  Нужна ли зачистка для полипропиленовых труб и как её сделать при необходимости

При нанесении порошковых покрытий этим способом необходимо выполнять следующие операции:

■ подготовить деталь, подлежащую восстановлению, к нанесению порошкового покрытия, подвергнув ее пескоструйной или дробеструйной обработке с целью удаления загрязнений и следов коррозии и создания необходимой шероховатости восстанавливаемой поверхности для обеспечения более надежного сцепления наносимого покрытия с основным металлом;

■ выбрать и подготовить к внесению в бункер газовой горелки порошковый материал для напыления;

■ установить деталь, подлежащую восстановлению, в центрах токарного или на столе фрезерного станка;

■ подсоединить горелку к баллонам с кислородом и ацетиленом и компрессору подачи транспортирующего воздуха;

■ заполнить бункер горелки порошком для напыления;

■ включить привод станка, обеспечивая перемещение детали, подлежащей восстановлению;

■ открыть вентили подачи кислорода и ацетилена (именно в такой последовательности);

■ включить компрессор подачи транспортирующего воздуха;

■ открыть вентиль подачи транспортирующего воздуха;

■ произвести напыление предварительного слоя;

■ перекрыть подачу транспортирующего воздуха;

■ перекрыть подачу ацетилена и кислорода;

■ выключить привод станка, остановив движение детали;

■ проверить качество нанесения предварительного слоя;

■ заполнить бункер горелки порошком, далее в указанной последовательности включить привод станка, открыть вентили подачи кислорода и ацетилена, разжечь горелку, включить компрессор подачи транспортирующего воздуха;

■ нанести порошковое покрытие на поверхности детали, подлежащей восстановлению, обеспечив необходимую его толщину (контроль толщины покрытия осуществляется периодически при прерывании процесса напыления);

■ перекрыть в указанной последовательности подачу транспортирующего воздуха, ацетилена и кислорода, выключить привод станка, остановив движение детали, проверить качество нанесенного покрытия.

Плазменное напыление основано на применении плазменной струи в качестве источника тепловой энергии и переносчика расплавленного металла на восстанавливаемую поверхность. Получается плазменная струя при продувании плазмообразующего газа через электрическую дугу посредствам сопла 3 (рис. 1.5) с медными, охлаждаемыми водой стенками.

Рис. 1.5. Схема плазменной горелки для напыления порошкового материала:

1 — электрод-катод; 2 — устройство подвода металлического порошка; 3 — сопло-анод; 4 — патрубок подвода охлаждающей воды; 5 — стальной корпус; б — устройство подвода плазмообразующего газа

Плазмообразующий газ по устройству 6 подвода подается к соплу 3, которое, являясь анодом, охлаждается водой, поступающей по патрубку 4. При подаче напряжения на электрод-катод 1 и сопло-анод 3 между ними возникает электрическая дуга. В поступающем по устройству 6 плазмообразующем газе появляется струя плазмы, в которую из устройства 2 подводится металлический порошок в струе транспортирующего газа. Порошок расплавляется в струе плазмы и в виде капель переносится на восстанавливаемую поверхность.

В качестве плазмообразующих газов при выполнении покрытий способом плазменного напыления используют аргон, гелий, азот, водород или смеси этих газов. Применяют плазменное напыление для восстановления таких деталей, как коренные опоры подшипников блоков цилиндров, а также для восстановления поверхностей отверстий в корпусных деталях из алюминиевых сплавов, поршней и коленчатых валов.

Детонационное напыление осуществляется за счет передачи энергии сгорания и перемещения, например ацетиленокислородной смеси частицам металла, предназначенным к нанесению на восстанавливаемую поверхность, в стволе специального устройства — пушки. Детонация возникает в начальный период горения газовой смеси и распространяется в стволе пушки с очень высокой скоростью, достигающей 2 000 м/с. Температура горения смеси при этом может составлять 5 500 °С.

В используемой для нанесения порошковых материалов установке (рис. 1.6) детонационного напыления процесс происходит следующим образом. Во взрывную камеру 3 подается транспортирующим газом (азотом или воздухом) через порошковый питатель 1 порция порошка (50… 200 мг) и горючая смесь (ацетилен-кислород или пропан-бутан). В запальном устройстве 2 между электродами инициируется запальная искра, вызывающая возгорание и последующее взрывное (детонационное) горение горючей смеси. В результате такого горения возникает взрывная волна, которая, отражаясь от дна взрывной камеры, увлекает за собой расплавленный порошок, перемещая его наружу вдоль оси ствола 5, охлаждаемого водой. Таким образом напыляются мелкодисперсные (крупностью около 1 мкм) порошки.

Рис, 1.6. Схема установки детонационного напыления:

1 — порошковый питатель; 2 — запальное устройство; 3 — взрывная камера; 4 — смесительная камера; 5 — ствол; б — покрытие; 7 — восстанавливаемая деталь; а и б — базовый и усовершенствованный вариант подачи газов соответственно

Оборудование газодинамического напыления — Димет

Технология установок «Димет» позволяет наносить высококачественное металлическое покрытие практически на любые поверхности. Оборудование Обнинского центра порошкового напыления принесло разработчику мировую славу и в данный момент не имеет аналогов не только в России, но за рубежом (Германия, Япония, США). В чем секрет?

Купить аппарат газодинамического напыления «Димет» стоит уже потому, что принцип его работы основан на инновационной технологии напыления микрочастиц металлов с помощью сжатых газов под низким давлением (Low Pressure Cold Spray). Скорость газа в соплах уникальных агрегатов превышает звуковую, в результате чего микрочастицы порошка металла напыляются на поверхность обрабатываемого изделия под высоким давлением. Ударяясь о поверхность, они прочно привариваются к ней и образуют крепкий, долговечный и идеально ровный металлический слой.

Несколько рабочих режимов установок позволяют обрабатывать различные поверхности, наносить разные по химическому составу покрытия, регулировать степень пористости, толщину и плотность, а также предотвратить эрозию.

Обрабатываемые с помощью агрегатов поверхности различны: от современного пластика и традиционного металла до шпонированных и деревянных покрытий, хрупкой керамики и легкого акрила, включая каленое и триплексное стекло, акрил, пластик, хрусталь и керамику.

Цена оборудования для газодинамического напыления вполне доступна, если учесть, что с его помощью можно создавать следующие виды покрытий:

  • Антикоррозионное;
  • Герметичное с газонепроницаемыми качествами;
  • Электропроводящее;
  • Композитное (с примесью керамических частиц);
  • Специальное (с определенными характеристиками).

Где применяется?

За счет небольших размеров установок «Димет» и отсутствия особых требований к условиям применения использовать аппарат можно практически повсеместно:

  • на предприятиях самого разного формата: от микропроизводств до крупных промышленных цехов;
  • в помещениях, под открытым небом, в полевых условиях.

Купить оборудование для газодинамического напыления металла «Димет» можно и с целью применения на нескольких объектах. Этому способствует мобильность и компактность установки, а также возможность создания одним агрегатом разных типов металлизации с различной плотностью и пористостью.

Оборудование для газодинамического напыления «Димет» целесообразно купить для выполнения следующих работ:

  • Защита от коррозии;
  • Подготовка изделия для пайки за счет нанесения дополнительного слоя металла;
  • Герметизация емкостей для хранения, транспортировки, эксплуатации веществ в жидком и газообразном состоянии;
  • Восстановление геометрии и объема деталей;
  • Нанесение электропроводящих покрытий;
  • Широкий перечень авторемонтных работ;
  • Специальное применение (герметизация сварных швов в криогенной технике, покрытие инструмента для предотвращения искрения, восстановление деталей и узлов газоперекачивающих агрегатов, повышение теплоизлучения нержавейки, предотвращение схватывания резьбовых соединений, декорирование и дизайн).

На чем основана технология газодинамического напыления металлов?

Открытый еще в конце ХХ века газодинамический эффект получил широкое практическое применение только с появлением уникальной технологии газодинамического напыления металлов «Димет».

Технологически процесс нанесения металла с помощью установки «Димет» можно представить поэтапно:

  • Нагревание смеси на основе сжатых газов, абсолютно безвредных и нетоксичных;
  • Подача горячего сжатого газа в сопло установки;
  • Образование здесь потока воздуха, движущегося по своей оси со сверхзвуковой скоростью;
  • Равномерная дозированная подача частиц порошка наносимого металла (сплава) с одновременным ускорением работы оборудования;
  • Узконаправленное напыление частиц металлического порошка и потока воздуха на локальный участок обрабатываемой поверхности.

С какими материалами работает оборудование «Димет»?

Установка одинаково качественно напыляет такие металлы, как свинец, олово, цинк, медь, никель, алюминий и их сплавы. Это недорогие материалы, что лишний раз подтверждает, что по цене газодинамическое напыление с помощью отечественной разработки более чем доступно.

Для использования в установке металлы и сплавы измельчают до порошкообразного состояния и добавляют частицы керамики. Частицы корунда – инертные частицы оксида алюминия – позволяют качественно очищать поверхности перед напылением. А также делают нанесенный слой:

  • Однородным;
  • Высокоадгезивным (от 30 до 100Мпа);
  • Содержит не более 3% пор;
  • Максимально плотным;
  • Электропроводящим;
  • Гладким;
  • Пригодным для обработки любых механическим способом;
  • Пригодным для высокотемпературной обработки;
  • Подходящим для нанесения на любую поверхность;
  • Нужной толщины.

Почему большинство отдает предпочтение газодинамическому напылению?

  • Дешевизна. Цена на аппарат для напыления металла «Димет» — пожалуй, самая большая трата. Потому что расход и стоимость наносимых металлов (с учетом долговечности установки и количества рабочих циклов) минимальны.
  • Удобство и практичность. Металлический слой наносится без ущерба для обрабатываемого изделия, которое практически не нагревается, не окисляется, не происходит выгорание легирующих сплавов и коробления.
  • Полностью безвредно для человека и окружающей среды, так как в процессе эксплуатации не образует токсичных соединений.
  • Не требует создания определенных условий для эксплуатации.

Эти преимущества делают агрегаты «Димет» удобными, практичными и очень эффективными в использовании.

Напыление металлов

Напыление металлов позволяет улучшить характеристики деталей, работающих в условиях, связанных сильным изнашиванием и механическими концентрированными нагрузками. Металлизация поверхностей повышает устойчивость и увеличивает срок службы. Кроме решения технических задач, напыление используется во время производства декоративных изделий, бижутерии, в пищевой, фармацевтической и химической промышленностях. Для напыления могут применяться различные металлы, конкретный выбор зависит от технического задания.

Химическое хромирование

Используется для обработки деталей со сложной геометрической формой, процесс основан на восстановлении хрома из растворов солей при помощи гипофосфита натрия. Осадок имеет серый цвет, блеск приобретается после полирования. Химическое хромирование протекает в ваннах с таким составом растворов.

Состав растворов для химического хромирования

  1. Фтористый хром, г — 17
  2. Хлористый хром, г — 1,2
  3. Лимоннокислый натрий, г — 8,5
  4. Гипофосфит натрия, г — 8,5
  5. Вода, л — 1
  6. Температура, °С — 70-87

Скорость процесса хромирования может достигать 2,5 мкм/ч, для изготовления ванн используется устойчивый пластик. Металлизация сопровождается выделением ядовитых химических соединений, растворы негативно влияют на кожу людей. Во время производства работ следует соблюдать правила техники безопасности, для очистки воздушной среды устанавливается принудительная вентиляция. Мощность вентиляции рассчитывается исходя из объема помещения или рабочей зоны с учетом минимальной кратности обмена.

На промышленных предприятиях монтируется вентиляция пластиковая, она позволяет выдерживать рекомендованные технологические параметры при минимальных финансовых потерях. Для промышленного хромирования химическим методом применяются специально разработанные растворы с улучшенными показателями.

Промышленные растворы для химического хромирования

При приготовлении растворов первым растворяется хлористый хром. Затем согласно схеме могут растворяться лимонно-кислый натрий и фтористый хром. Для ускорения химических процессов в состав добавляется щавелевая кислота. Ионы хрома образуют с ней химически активный ион, скорость покрытия возрастает до 7 мкм/ч и более. Процентное содержание ингредиентов корректируется технологами с учетом поставленных конечных задач по обработке деталей.

Для получения расчетного покрытия необходимо выполнять следующие требования:

  1. Качественная подготовка поверхностей. Детали очищаются механическим и химическим способами, при необходимости поверхности шлифуются.
  2. Оборудование должно обеспечивать максимальную автоматизацию процесса для исключения вредного влияния человеческого фактора.
  3. Постоянный контроль за состоянием раствора, фильтрование, поддержание заданной концентрации, своевременная замена катода.

Нарушение рекомендованной технологии может становиться причиной отслоений покрытий или образования глубоких раковин. Необходимость исправления дефектов приводит к значительному увеличению себестоимости производства.

Линия химического хромирования

Визуальный контроль химических процессов производится за счет определения количества выделяемого водорода, технологи рекомендуют для улучшения процесса одновременно покрывать детали из нескольких металлов. Слишком интенсивное выделение водорода может становиться причиной появления раковин, скорость процесса регулируется в каждом конкретном случае.

Газоплазменное напыление

Газоплазменное напыления позволяет получать чистое покрытие с высокими показателями адгезии. Процесс протекает при температурах до +50 000°С, скорость струи оставляет 500 м/с, температура поверхности обрабатываемой детали составляет не более +200°С.

Газоплазменное напыление металлов

Шероховатость поверхности напыляемых деталей до 60 Rz, зона обдува должна на 2–5 мм превышать номинальный размер напыляемого участка. Для работы используются порошки одной фракции по размерам, необрабатываемые участки детали закрываются специальными экранами. Перед процессом поверхность деталей предварительно прогревается до рабочих технологических температур.

Режимы работы оборудования при газоплазменном напылении

Схема оборудования для напыления

Оборудование для порошкового напыления состоит из подвода газа (1), катода плазмотрона (2), корпуса катода (3), теплоизолятора (4), корпуса анода (5), порошкового питателя (6), подвода газа-носителя (7), плазменной дуги (8) и источника питания (9).

Газоплазменное напыление допускает финишную обработку покрытий для улучшения характеристик деталей, в таком случае толщина покрытия должна учитывать механическую шлифовку.

Напыление в вакууме

Перенос напыляемых металлов выполняется при разрежении 10 -2 Па, напыление может быть катодным, магнетронным или ионно-плазменным. Вакуум увеличивает прочность сцепления поверхностей. Оборудование для технологии может быть многокамерным или многопозиционным однокамерным. Первые линии состоят из нескольких установок, в каждой из которых выполняется определенное напыление металлов, агрегаты между собой соединены технологическими линиями для транспортировки деталей. Многопозиционные имеют несколько отдельных постов для напыления в одном объеме. Вакуумное напыление производится по следующим этапам:

  1. Создание вакуума заданной глубины. Мощные компрессоры откачивают воздух из камеры, металлизация контролируется автоматическими приборами.
  2. Распыление покрывающего материала. В зависимости от особенностей процесса напыление металлов может выполняться несколькими способами.
  3. Транспортировка деталей в зависимости от их состояния.

Установка вакуумного напыления

Технологические определения Вакуумное напыление – сложный технологический процесс, зависящий от нескольких параметров:

  1. Критическая температурная точка напыления. Выше этого значения весь объем направляемых частиц отражается от поверхности детали, напыление металлов приостанавливается. Параметр зависит от металла детали, состояния ее рабочей поверхности и свойств напыляемых материалов.
  2. Критическая плотность давления. Минимальная плотность, при которой осадочная пленка адсорбируется и становится неспособной принимать атомы металла, напыление прекращается. Контроль критической плотности в установках выполняется непрерывно, при необходимости параметры условий корректируются. В зависимости от состава пленки могут быть моно- или поликристаллическими и аморфными.

Для повышения производительности вакуумное оборудование комплектуется механизмами автоматизированной транспортировки деталей в камеру и из нее, экранами и манипуляторами, заслонками и прочими механизмами. Напыление осуществляется в полуавтоматическом режиме.

Использование вакуумного оборудования позволяет получать напыление металлов с максимальным коэффициентом адгезии, увеличивается скорость протекания процесса, покрытия отличаются повышенной твердостью и химической устойчивостью. Недостаток – высокая энергоемкость процесса. Кроме того, вакуумное напыление не рекомендуется использовать для деталей со сложным профилем поверхностей.

Нанесение покрытий

Выбор наилучшего покрытия для конкретного применения основан на нашем многолетнем опыте и всестороннем знании алгоритмов решения этой технической задачи. Мы не предложим Вам самое дешевое покрытие или то, что находится у нас под руками. Мы будем рекомендовать то покрытие, которое считаем лучшим для условий работы Ваших деталей. Поэтому не удивляйтесь большому количеству вопросов, поскольку нам необходимо глубже понимать Ваши проблемы и требования. Являясь лидирующей в России компанией по технологиям нанесения промышленных покрытий, мы гордимся нашей эрудицией и мастерством.

Читать еще:  Кустарные и промышленные способы гибки проволоки

У нас тесные рабочие отношения с ведущими мировыми производителями порошковых материалов и фирмами, оказывающими услуги по их нанесению, поэтому мы в курсе последних разработок в этой области.

Главное, Вам самим не нужно беспокоиться о выборе лучшей системы покрытий — это наша работа!

Чтобы узнать больше о нашем ассортименте покрытий читайте наш сайт и наши публикации, которые находятся в открытом доступе.

Для получения от нас рекомендаций по выбору покрытий заполните онлайн-форму заявки на нашем сайте, и мы обязательно с Вами свяжемся.

Используемые технологии

  • электродуговая наплавка порошковыми и проволочными материалами, в защитном газе, под флюсом;
  • плазменная наплавка;
  • газотермическое напыление покрытий (газопламенное, электродуговое, плазменное, детонационное, высокоскоростное);
  • холодное газодинамическое напыление защитных покрытий;
  • электроискровое нанесение декоративных покрытий;
  • процессы PVD и CVD осаждения покрытий из газовой фазы;
  • финишное плазменное упрочнение.

Цель нанесения покрытий на металлические поверхности

  • упрочнение деталей для предотвращения их разрушения под воздействием окружающей среды, контактного взаимодействия с сопряженной деталью или совместного действия этих факторов;
  • создание функциональных свойств поверхности;
  • изменение формы изделия и ее восстановление, наращивание поврежденной в процессе эксплуатации поверхности;
  • создание декоративного покрытия с определенными визуальными качествами.

Назначения покрытий

1. Износостойкие противостоящие:

  • изнашиванию схватыванием;
  • абразивному изнашиванию;
  • усталостному изнашиванию;
  • вследствие диспергирования;
  • фреттинг-коррозии;
  • кавитационному изнашиванию;
  • эрозионному изнашиванию.
  • стойкие против окисления;
  • эрозионностойкие;
  • стойкие в агрессивных газовых средах;
  • теплозащитные;
  • стойкие в металлических расплавах.

3. Коррозионностойкие для различных сред:

  • воздушной среды;
  • воды и водных растворов.

6. Биоактивные, бактерицидные

8. Для восстановления размеров изношенных и бракованных деталей

9. Со специальными свойствами (магнитными, оптическими, для экранирования радиопомех и др.)

10. Технологические (например, покрытия под пайку)

Толщина напыления металлических покрытий — от нанометров до десятков миллиметров. Материалы покрытий: на основе Fe, Cu, Ni, Co, карбиды, нитриды, бориды, оксиды, композиционные, многокомпонентные, минеральные и др.

Карбид вольфрама широко известный сплав, обладающий высокой твердостью и повышенными износостойкими свойствами.

Бронзу чаще всего наносят на изделия методами плазменного или газопламенного напыления. Основное применение это получение антифрикционного покрытия.

Токоведущие шины и шины заземления — очень важные и широко применимые элементы современной электротехнической промышленности. Любой силовой агрегат содержит их в своем составе.

Мы уже более 20 лет занимаемся нанесением различных функциональных покрытий и в том числе нанесением фрикционных покрытий. Если вам требуется увеличить коэффициент трения между сопрягаемыми изделиями – обращайтесь к нам. Присылайте чертеж или фотографии изделий, под нанесение покрытия. Наши инженеры подберут соответствующие материалы для фрикционного напыления и сделают расчет стоимости выполнения работы по нанесению покрытия.

В настоящее время активно разрабатываются новые источники энергии — топливные элементы с протонообменной мембраной (proton-exchange membrane fuel cells — PEMFC). Они считаются наиболее перспективными экологически чистыми генераторами энергии за счет преобразования химической энергии.

&nbsp

Свяжитесь с нами по телефонам: +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту: office@plasmacentre.ru

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Свяжитесь с нами по телефонам: +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту: office@plasmacentre.ru

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Холодное газодинамическое напыление

В технологии напыления (которую на практике удобно называть «наращиванием» металла) условие, чтобы падающие на подложку частицы имели высокую температуру, не является обязательным, что обуславливает ее уникальность. В данном случае с твердой подложкой взаимодействуют частицы, находящиеся в нерасплавленном состоянии, но обладающие очень высокой скоростью. Ускорение частиц до нужных скоростей осуществляется сверхзвуковым воздушным потоком с помощью оригинальных установок, не имеющих аналогов в традиционных методах нанесения покрытий.

Способ формирования металлических покрытий заключается — в газодинамическом (газотермическом) методе, т.е. закрепление твердых металлических частиц, обладающих большой кинетической энергией, на поверхность подложки в процессе высокоскоростного удара.

Привлекательность технологии нанесения металла на поверхность деталей и изделий состоит в том, что оборудование и создаваемые с его помощью покрытия свободны от большинства недостатков, присущих другим методам нанесения металлических покрытий, и обладают рядом технологических, экономических и экологических преимуществ.

Основные свойства покрытий

Покрытия обладают следующими основными свойствами:
• высокая адгезия (30-100 МПа);
• высокая когезия (30-100 МПа);
• однородность покрытий;
• низкая пористость (1-3%);
• плотное соединение покрытия с защищаемой основой без зазоров и полостей, с надежным электрогальваническим контактом покрытия и основы;
• шероховатость поверхности покрытий составляет Rz = 20-40 и обеспечивает высокую прочность закрепления на них лакокрасочных материалов;
• толщина может быть любой и обеспечивается технологическим режимом нанесения;
• покрытия могут обрабатываться всеми известными способами мехобработки;
• при специальной термообработке некоторые покрытия могут приобретать дополнительные или новые свойства;
• покрытия могут наноситься на поверхности изделий из любых металлов, а также керамики и стекла.

Типы покрытий

К настоящему времени разработаны несколько типов покрытий на основе алюминия, меди, цинка, никеля:
• антикоррозионные покрытия;
• покрытия с низкой газопроницаемостью (герметизирующие);
• композитные покрытия из смеси металлов и керамики для восстановления формы и размеров деталей;
• электропроводящие покрытия;
• покрытия со специальными свойствами.

Структура покрытий

Структура покрытий представляет собой однородный металлический слой (в случае чисто металлических покрытий, создаваемых из одного металла) или металлический слой, структурированный частицами другого металла или керамики.

Области применения

К настоящему времени накоплен опыт применения оборудования Димет для решения следующих задач:
• Авторемонт
• Восстановление утраченных объемов металла (ремонт дефектов литья, механичеcких дефектов деталей)
• Герметизация течей жидкостей и газов
• Нанесение электропроводящих покрытий
• Антикоррозионная защита
• Спецприменения

Авторемонт

Наиболее широкое распространение получает оборудование ДИМЕТ® в авторемонте — для устранения повреждений двигателя, агрегатов и кузова автомобиля:
• Выравнивание (заполнение металлом углублений) поверхности кузова на стыках деталей, вмятинах и других дефектах, в том числе на алюминиевых кузовах.
• Антикоррозионная обработка (цинкование) сварных швов и/или точек, а также других локальных участков кузова.
• Антикоррозионная обработка (алюминирование) сварных швов или отдельных участков выхлопного тракта.
• Восстановление прогаров и коррозионных промоин в головке блока цилиндров и в блоке цилиндров.
• Восстановление свечной резьбы в головке блока цилиндров.
• Герметизация микротечей, небольших трещин и других сквозных дефектов в алюминиевых, стальных, чугунных деталях двигателя (головка блока цилиндров, блок цилиндров, крышки, кожухи, коробка переключения передач и пр.).
• Герметизация трубок, конденсоров и других элементов автокондиционеров.
• Устранение утечки фреона в автокондиционерах.
• Восстановление посадочных мест подшипников.
• Напыление фирменных знаков или логотипов, номеров или контрольных меток, и т.п.
• Напыление медных контактных площадок электрооборудования.
• Напыление на локальные участки чугунных моделей (восстановление, изменение, доводка формы), в литейном производстве (литье в землю).
• Восстановление промоин на бронзовых поршнях (для литья под давлением).

Восстановление утраченных объемов металла

Данная технологии и оборудование являются весьма эффективными для восстановления дефектных участков самых разнообразных деталей и изделий. В большой степени это обусловлено тем, что из-за низкого тепловложения устранение дефекта не приводит к деформации изделия, возникновению внутренних напряжений, структурных превращений металла изделия. При этом конструкция оборудования обеспечивает локализованное воздействие на обрабатываемую деталь, не затрагивающее бездефектные участки. Однако эта технология пригодна только в тех случаях, когда не предъявляется высоких требований по твердости и износостойкости наносимых покрытий.
• Устранение дефектов (трещин, каверн, свищей) силуминового, чугунного и стального литья в производстве.
• Устранение повреждений деталей и агрегатов в авторемонте.
• Устранение повреждений деталей, узлов и агрегатов машин и механизмов (восстановление механических повреждений силуминовых деталей, посадочных мест подшипников, корпусов насосов и т.п.
• Устранение дефектов литьевых форм для литья по выплавляемым моделям, алюминиевых пресс-форм для изготовления пластиковой упаковки, пресс-форм резинотехнических изделий.

Герметизация течей жидкостей и газов

Низкая пористость и газопроницаемость покрытий, позволяет эффективно использовать их для герметизации течей. В частности, это удобно для сосудов, работающих под давлением или при низких и высоких температурах: элементы криогенных систем, систем охлаждения, емкости, трубопроводы, теплообменники и т.п.

Нанесение электропроводящих покрытий

Возможность нанесения покрытий с высокой электропроводностью (алюминиевые, медные) на любую металлическую или керамическую основу при высокой адгезии обеспечивает эффективное применение покрытий в различных электронных и электротехнических изделиях:

• Нанесение медных дорожек, полос, контактных площадок на алюминиевые и стальные изделия и детали (в частности, омеднение шин и поверхностей заземления и т.п.).
• Нанесение электропроводящих покрытий на керамические изделия (монтажные платы, фарфоровые изоляторы и т.п.).
• Нанесение подслоев для пайки. Технологическая простота нанесения покрытий на любую металлическую основу (в частности – чугун и алюминий), а также на стекло и керамику, дает возможность меднить эти подложки, чтобы затем, залудив их любыми припоями, создавать паяные соединения любого назначения.

Антикоррозионная защита

Защита от низкотемпературной коррозии обеспечивается покрытиями на основе алюминия и цинка. Покрытия, создаваемые с помощью оборудования, отвечают требованиям ГОСТ 28302-89, ГОСТ 9.304-87 и других нормативных документов, по антикоррозионным свойствам превосходят лакокрасочные и многие другие металлические покрытия.


• Антикоррозионная обработка локальных очагов коррозии.

• Обработка сварных швов.

• Обработка небольших деталей.

Специальные применения

Свойства покрытий и особенности метода их нанесения определяют возможность применения покрытий для решения ряда различных специальных задач.
• Герметизация сварных швов в изделиях из термоупрочненного алюминия в криогенной технике.
• Герметизация стыков трубопроводов высокого давления «алюминий-нержавеющая сталь».
• Повышение теплоизлучающей способности нержавеющей стали (покрытия с высоким коэффициентом теплового излучения — для сброса тепла нагретыми объектами в условиях вакуума).
• Восстановление геометрических размеров деталей и узлов газоперекачивающих агрегатов.
• Предотвращение «схватывания» в резьбовых соединениях (судостроение, нефтяная отрасль).
• Покрытия на инструменте для предотвращения искрения.

Кроме того, возможными областями применения покрытий можно также считать:
• защита от высокотемпературной коррозии — покрытия на основе никеля, алюминия: изделия, эксплуатируемые в условиях высоких температур (в частности, термопары)
• декоративные покрытия и микроэрозионная обработка поверхностей металла, стекла, керамики

Плазменное напыление материалов

Наш завод оказывает услуги плазменного напыления для защитной обработки металлических изделий. Инновационная система воздействия на покрытие металла позволяет придать изделию множество эксплуатационных положительных качеств — прочность, жароустойчивость, высокую сопротивляемость к истиранию и изнашиванию, стойкость к коррозии.

В процессе плазменно порошкового напыления на поверхность обрабатываемого изделия раскаленной плазменной струей наносится равномерное порошковое покрытие, которое благодаря высокой скорости подачи получает прочное сцепление с поверхностью базового металла. Данный способ обработки подходит для напыления предметов любой формы и габаритов, плазменную защитную обработку возможно проводить даже в сложных производственных условиях. Восстановление формы и внешнего покрытия деталей с помощью вакуумного плазменного напыления отличается высокой точностью выполнения и отсутствием каких-либо погрешностей, дефектов, наплывов.

Плазменное напыление металла

Операция по нанесению покрытия, проходящая в вакуумной среде, имеет несколько преимуществ. Если состав, предназначенный для нанесения защиты, несет множество функций, и, соответственно, состоит из нескольких компонентов, то безвоздушная среда не дает им возможности расслаиваться и оседать на подложке в сегрегационном состоянии. В вакуумной среде допустимо применение пластичных шнуровых материалов, которые соединяют ингредиенты порошка между собой, а при выпадении на обрабатываемую поверхность испаряются, оставляя только слой защитного состава.

В пространстве вакуума нагретый металл превращается в пар и передается к области предполагаемого напыления с помощью сжатого воздуха. Порошок, состоящий из сплавов защитного действия, подается к поверхности в виде конусообразной струи микрочастиц, которые мгновенно оседают на плоскости и остывают, образуя надежное молекулярное сцепление. Именно микроскопические размеры частиц обеспечивают монолитное соединение основания и напыляемого слоя, защищая обработанный материал в процессе эксплуатации от растрескивания, сколов, оплавления, коррозии.

Плазменное напыление покрытий

Для обработки сложных металлов вакуум необходим для того, чтобы снизить показатели давления, требующиеся для напыления микрочастиц. Сниженное давление в вакуумной среде позволяет увеличить скорость напыляемого потока, не меняя при этом другие параметры выполнения процедуры — за счет большей скорости напыления адгезия защитных микрочастиц и поверхности обрабатываемой детали становится сильнее.

В зависимости от сложности конструкции, нуждающейся в напылении, методы работы нашего научно-производственного центра варьируются с учетом всех нюансов конкретного задания — специалисты тщательно контролируют дистанцию при напылении, температуру нагрева порошкового состава, обеспечивают подготовку и очистку покрытия от посторонних слоев. Соблюдение оптимальных условий плазменного напыления покрытий гарантирует качественный результат выполнения металлообработки — обеспечение требуемой для нанесения дозы материала и необходимого слоя изделия. Для осуществления качественных показателей проведенной обработки оборудование для плазменного напыления металлов подвергается регулярному обслуживанию, контролю функционирования и очистке всех систем.

Для оформления заказа воспользуйтесь формой, расположенной ниже.

Мы гарантируем соблюдение авторских прав заказчика.
Предоставленные нам контакты, чертежи и документация ни в коем случае не станет известна третьим лицам.

Порошковое напыление металла позволяет получать очень качественные покрытия

Порошковое напыление металла полимерными материалами — это на сегодняшний день самый современный и эффективный метод получения декоративно-защитного покрытия металлических изделий, которые используются в различных отраслях народного хозяйства. На данный момент аналогов порошковой покраске на рынке не существует, так как она обладает многими неоспоримыми экономическими и технологическими достоинствами, и что самое главное, не наносит никакого вреда экологической обстановке. В отличие от традиционных жидких красок порошковые в своем составе растворителей не содержат, поэтому и являются полностью безопасными как для работающих с ними людей, так и для окружающей среды.

Порошок, используемый для напыления металла, представляет собой смесь мельчайших частиц каучука и красящего пигмента. В процессе напыления частицы порошка, имеющие электрический заряд, распыляются на поверхность изделия, являющуюся нейтральной. Происходит это с помощью специального электростатического пистолета-распылителя. После того, как напыление будет закончено, изделие из металла (или иного материала) транспортируется в другое помещение — камеру полимеризации, в которой происходит нагревание и размягчение порошка. Краска расплавляется и растекается по поверхности ровным слоем, в результате чего получается стойкое, долговечное и очень привлекательное покрытие, обладающее, к тому же, защитными свойствами.

Читать еще:  Протекает крыша гаража

Технология порошкового напыления металлов развивается очень быстрыми темпами, повсеместно вытесняя с рынка традиционные жидкие краски. В настоящее время ведутся работы по разработке новых методов порошкового напыления, что способствует еще большему ее распространению.

Порошковое напыление металла позволяет получать очень качественное покрытие, которое представляет собой слой порошка, нанесенного на поверхность изделия, а затем расплавленного в печи с высокой температурой.

Таким образом, порошковое напыление состоит из трех основных этапов:

  1. Предварительная обработка поверхности и подготовка к напылению. Заключается она в удалении окислов и загрязнений, фосфатировании и обезжиривании, чтобы обеспечить хорошую адгезию и защитить окрашенное изделие от коррозии.
  2. Непосредственное нанесение слоя порошковой краски на деталь из металла в камере напыления.
  3. Нагревание и полимеризация порошкового слоя в камере полимеризации, формирование прочной пленки, остывание и отверждение.

Для порошкового напыления изделий из металла используются специальные окрасочные линии, которые могут быть автоматическими, полуавтоматическими и ручными. Для напыления крупногабаритных конструкций предусмотрена специальная транспортная система, которая перемещает их из камеры в камеру. Принцип ее работы состоит в том, что окрашиваемые предметы подаются на тележках или подвесках, которые передвигаются по рельсам. С помощью транспортной системы можно обеспечить непрерывный процесс напыления, что существенно увеличивает производительность окрасочных линий.

В начале процесса порошкового напыления детали из металла загружаются на конвейерную ленту и отправляются в камеру предварительной подготовки. Там они подаются в пятиступенчатый очиститель и проходят обработку очистителем, фосфатированию, антикоррозионной обработке, после чего ополаскиваются чистой водой. После этого изделия высушиваются в специальной печи. Это делается для того, чтобы полностью исключить попадание на поверхность влаги. После сушки изделия охлаждаются. Затем они перемещаются в окрасочную камеру и на них напыляется порошок. В камере полимеризации он расплавляется о получается качественное покрытие.

Нужно сказать, что порошковое напыление металла позволяет получать очень качественные покрытия. Достигается это за счет того, что на всех этапах производственного процесса осуществляется постоянный контроль. Для этого применяются современное оборудование. Например, для качественного контроля параметров полимеризации о формирования покрытий на поверхности деталей используется томограф. Степень заряда порошковой краски также контролируется, равно как и заземление деталей.

Антикоррозионное металлическое покрытие Спрамет.

Газотермическое напыление металлических покрытий — это расплавление и нанесение металла на подложку. Как применяемые методы нанесения, так и сами металлы могут быть разными, главное, что в результате на поверхности остается тонкое, более устойчивое к коррозии и эрозии чем основной металл, покрытие.

Многолетний опыт применения покрытий Спрамет и тестирование с применением внешнего воздействия на поверхность, доказывают, что данный метод является более эффективным в длительной антикоррозионной защите стали, чем защита краской или поимерными композициями.

Но Спрамет являются также прекрасной антикоррозийной основой под краску. Органические покрытия, нанесённые на поверхности железа и стали, портятся под действием подпленочной коррозии, которая происходит под покрытием в результате недостаточной адгезии. Тонкий слой покрытия Спрамет предотвращает коррозию основания, и крепко связывает сталь с органическим покрытием.

Существует много факторов коррозии, таких как природа веществ, вызывающих коррозию, формы коррозии, скоростной фактор и используемые металлы. Иногда незначительные изменения условий становятся важным фактором в решении проблем коррозии. Поэтому здесь даётся только короткое описание электрохимической коррозии двух металлов, что является наиболее важным при использовании антикоррозийных металлических покрытий.

электрохимический ряд химических элементов в морской воде:

  • Анодные (подвергаются коррозии)
  • Магний
  • Сплавы магния
  • Цинк
  • Оцинкованная сталь
  • Сплавы алюминия
  • Кадмий
  • Мягкая низкоуглеродистая сталь
  • Чугун ковкий
  • Чугун
  • Нержавеющая сталь (активная)
  • Свинец
  • Олово
  • Марганец
  • Никель (активный)
  • Латунь (жёлтая медь)
  • Медь
  • Бронза
  • Никель (пассивный)
  • Нержавеющая сталь (пассивная)
  • Серебро
  • Графит
  • Золото
  • Платина
  • Катодные (защищённые)

При электрическом соединении двух различных металлов или их сплавов с электролитом, ток передвигается от катодного метала анодному, от анодного металла к электролиту и от электролита к катодному металлу. Сила тока зависит от разности потенциалов двух металлов. Поэтому, между близкими по потенциалу металлами проходит небольшое количество тока. У анодных металлов коррозия развивается быстрее, чем у катодных; процесс коррозии не всегда удаётся полностью остановить.

В присутствии электролита анодная поверхность подвергается коррозии сильнее, чем катодная. Все перечисленные металлы могут быть катодными по отношению к тем металлам, которые расположены выше их.

Из этого следует, что металлические покрытия, которые являются катодными к основному металлу, могут быть использованы только в толстослойных покрытиях, которые напыляются на детали машин. Например, нержавеющая сталь широко используется для валов насосов и валов паровых турбин. Латунь, бронза, никель, нержавеющая сталь и медь не используются для тонкослойных покрытий, так как основа будет быстро разрушаться при проникновении среды через поры покрытия.

Металлами, анодными к железу, которые могут использоваться в качестве напыляющего металла, являются только кадмий, цинк и алюминий (магний является химически активным). Так как данные металлы защищают железо, подвергаясь разрушению, во время напыления их пористость не оказывает влияния на выбор металла для напыления. Все другие металлы, которые обычно используются для напыления, являются катодными по отношению к железу и защищают его, обеспечивая только полное непористое барьерное покрытие, которое, к тому же, будет защищать железо механически.

Поэтому, наиболее часто для антикоррозийной защиты железа и стали термически напыляемыми металлами используют цинк и алюминий. Цинковое покрытие, толщиной в 100-150 микрон, прекрасно подходит для многих видов атмосферных условий. Благодаря тому, что алюминий имеет свойство окисляться, и таким образом защищает себя от дальнейшего разрушения, считается, что необходимо использовать более толстый слой данного металла, минимальная толщина слоя данного металлического покрытия для атмосферной коррозии должна составлять 150-200 микрон.

Необходимо постоянно учитывать и стараться избегать побочных электрохимических действий, в результате которых разнородные металлы могут соединиться в электролит. Например, ёмкость для хранения холодной воды в целях антикоррозийной защиты необходимо покрывать цинком, тогда покрытие будет служить долго. Но если в ёмкость поместить медные рулоны/катушки, присутствие меди вызовет электрохимическую реакцию и таким образом ускорит процесс коррозии цинка и срок службы покрытия будет намного меньше. Для того чтобы избежать этого, необходимо электрически изолировать катушки в ёмкости.

Цинк является чистым на 99,9% и не вызывает загрязнения в процессе напыления. Следовательно, термически напыляемые цинковые покрытия более чистые, чем те, которые используются в процессе горячей гальванизации, например, так как никель, который используют в процессе гальванизации, содержит большое количество примесей железа. Алюминий обычно чистый на 99% и используется в процессе большинства антикоррозийных работ.

Преимущества цинкового и алюминиевого покрытия. Выбор металла для термического напыления.

СредаМеталл
ЗагрязнённаяAl
ЩелочнаяZn
КислотнаяAl
Горячая водаAl
Морская водаAlMg5
Катодная защитаZn
Механические поврежденияZn или электродуговое напыление Al
  • Устойчивость к высоким температурам;
  • Лёгкий;
  • Хорошая устойчивость к загрязнённой и морской средам;
  • Образует оксидный слой, который уменьшает проницаемость поверхности и остананвливает коррозию.
  • Подходит для катодной защиты;
  • Хорошая устойчивость к механическим повреждениям;
  • Срок службы пропорционален толщине покрытия (в том случае, если не применяются пропитки);
  • Используется в антикоррозийных грунтовочных покрытиях.

Напылённый алюминий способен выдерживать действие многих разведённых растворов кислот (имеющих pH 3.5 и выше), срок службы данного покрытия определяется в зависимости от химического состава реагентов и вида поверхности. Сильно разбавленные растворы окиси азота и серной кислоты, а также многие органические кислоты имеют незначительное воздействие на напылённые алюминиевые покрытия, если они обработаны пропитками. Напылённый цинк плохо противостоит действию почти всех кислот, как органических, так и не органических. Цинковые покрытия используются, преимущественно, в диапазоне pH от 6 до 12.

Как и при напылении цинкового покрытия, срок службы определяется плёнкообразующей природой среды. Сопротивляемость цинка больше в жёсткой воде, чем в мягкой. Он имеет плохую сопротивляемость в любой воде при температуре выше 24 o С.

Спрамет-антикор как альтернатива окраске

Тестирование напыляемых металлических покрытий на устойчивость к внешнему воздействию, показало, что они имеют более длительный срок службы, чем покрытия, полученные во время окраски, которая предполагает соответствующую подготовку стального изделия и выполнение соответствующих процедур во время применения. Во многих случаях напылённый алюминий можно оставлять незащищённым, без использования пропиток.

Использование сплава алюминия с 5% магнием является прекрасной альтернативой покрытию краской. Данный сплав является эффективным покрытием для морских платформ и деталей, которые находятся на палубе корабля.

Термически напыляемый алюминий хорошо использовать для заводского оборудования, работающего при высоких температурах. При использовании эпоксидной пропитки, данное покрытие выдерживает до 5000С, при использовании силиконовых пропиток — более высокую температуру. В отличие от покрытия поверхности краской, изделия с покрытием Спрамет можно использовать почти сразу же после проведения работ. Ещё меньше повреждений во время эксплуатации будет, если наносить покрытие на отдельные детали в процессе производства, что позволяет напылять покрытие на любую часть изделия, и даёт возможность осуществить сборку изделия после завершения работ или после проведения ремонтных работ.

Исследование процесса коррозии Американским Сварочным Обществом в течение 19 лет

В 1974 г. Американское Сварочное общество завершило 19-летнее изучение антикоррозийной защиты, напыляя цинковые и алюминиевые покрытия на сталь с низким содержанием углерода.
Результаты данного исследования следующие:

  • Алюминиевое покрытие толщиной 0.08-0.15 мм, как с применением пропиток, так и без, обеспечивают полную антикоррозийную защиту металла-основы в течение 19 лет в морской воде и в жёсткой морской и промышленной атмосфере;
  • Цинковое покрытие без использования пропитки должно быть 0.30 мм толщиной для того, чтобы обеспечить полную защиту поверхности в морской воде в течение 19 лет. В жёсткой морской и промышленной атмосфере, покрытие цинка толщиной 0.23 мм без использования пропитки и 0.08-0..15 мм с использованием пропитки, обеспечивают антикоррозийную защиту в течение 19 лет;
  • В условиях воздействия жёсткой морской атмосферы, необходимо нанести 1 слой промывочного раствора и добавить 1-2 слоя винил алюминия. Это улучшит внешний вид изделия и продлит срок службы цинкового покрытия почти на 100%. Использование пропиток с алюминием улучшает внешний вид, как при этом на металле-основе не появляется ржавчины в течение 19 лет.
  • Тонкий слой газотермически напылённого алюминия является более эффективным, оно имеет меньшую тенденцию к образованию вздутий, и, следовательно, имеет более долгий срок службы;
  • В тех случаях, когда после использования алюминиевого покрытия возникают физические повреждения, такие как царапины, коррозия не прогрессирует, это означает, что обеспечивается протекторная защита.
  • Виды покрытий, которые перечислены в таблице ?2, обеспечивают полную защиту стальных панелей из низкоуглеродистой стали.

Средняя продолжительность срока службы покрытия

Средняя продолжительность срока службы металлических конструкций и поддержания их эстетичного внешнего вида зависит в значительной мере от подготовки поверхности и эксплуатационных характеристик покрытия, которое будет контактировать непосредственно со сталью. В этой связи цинк и алюминий играют фундаментальную роль, не только благодаря их способности противостоять агрессивному воздействию окружающей среды, но также благодаря активному защитному действию, которую они оказывают на сталь.

Данные материалы просты в применении, они напыляются на стальные изделия после обработки пескоструйным аппаратом для подготовки поверхности. Стоимость данного процесса сопоставима со стоимостью нанесения хорошей краски, но если учитывать, что разница в сроке службы составляет 25-30 лет, тогда видно, что в процессе применения данного метода Вы экономите деньги (данные основываются на Британском Стандарте 5493).

Метод металлизации путём напыления проволоки позволяет напылять покрытие разной толщины на большие участки изделий.

Срок службы термически напыляемого покрытия против органического.

  • Напыление металла — 25 лет
  • Однослойное покрытие — 15 лет
  • Двухслойное покрытие — 10 лет
  • Олифа — 5 лет

Где используются металлические покрытия?

Метод напыления металлов применяется уже более 50 лет для напыления мостов, дымовых труб и деталей, более 20 лет для напыления прибрежных конструкций. В Северном море первым сооружением, которое было покрыто металлическим напылением, стало специализированное оборудование морских платформ, такое как балки сигнального факела, мостиковые перекрытия между платформами и запасные ступеньки, которое невозможно было безопасно заменять.

За этим последовали другие труднодоступные участки, такие как нижние платформы и металлические зоны заплеска воды, которые слишком дорогие в обслуживании. Сейчас вся платформа, особенно та часть, которая перекачивает газ, защищается с помощью применения такого метода. Среди платформ, на которых применялось электродуговое напыление — платформы месторождений Troll, Conoco Heidrun, Murdoch в Норвегии.

Минимальный показатель адгезии алюминия составляет 7.0 мПа, средний — 12.0 мПа. Условия применения данного покрытия — относительная влажность (80% макс), при мин. температуре воздуха и стали 10 0 С.

Применение газотермического напыления (основы и пропитки) требует большего количества времени, чем процесс нанесения 4 слоёв краски при использовании эквивалентных ресурсов. Причина в том, что напыляемый металл дольше наносится на поверхность, руководители стройки должны принимать это во внимание и добавлять в свои графики дополнительное время.

Дизайн металлоконструкций должен быть таким, чтобы обеспечить свободный доступ к ним металлизационого пистолета и производить напыление под правильным углом и близко к поверхности. На такие детали, как верхние поверхности нижних балок на двутавровой балке, которая поддерживает палубные втулки, закреплённые на консоли плиты, и бимсовый полосовой металл очень трудно, практически невозможно термически напылять.

Во время напыления алюминия, особенно электродуговым методом, необходимо использовать цилиндрические и прямоугольные полые профили, так как данный конструктивный метод сводит к минимуму замкнутость и использование замкнутых пластин/листов.

Процесс термического напыления алюминия требует автоматизации повторяющейся работы, как, например, при напылении труб и компонентов, которые не требуют постоянного автоматического репрограммирования.

Автоматизация процесса помогает уменьшить усталость оператора и уменьшает возможную опасность, которую данный процесс представляет для здоровья и безопасности, а также обеспечивает напыление ровного, экономного слоя металла. Хотя, процесс автоматизации не применим для напыления сосудов сложной формы и сборных стальных рам.

Основой для данной статьи является доклад, который был сделан на конференции «Corrosion 94», в Великобритании Антикоррозионным институтом Великобритании.
Коды и стандарты, относящиеся к термонапыляемому алюминию
Соответствующие коды и стандарты в Европе включают следующие:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector