acoperire SPRAY metal "COLD"
Candidat de fizică și științe matematice, A. Kliuev și A. Kashirinyh.
Când îndată ce primele instrumente de metal, a devenit clar că, solide și durabile, ele sunt foarte adesea rasfatati de umiditate. După cum a trecut timpul, oamenii au creat mecanisme și mașini, precum și mai sofisticate au devenit, mai dificile condiții a trebuit să lucreze părțile lor metalice. Vibrații și sarcini alternative, mare de temperatură, expunerea la radiații, mediu chimic agresiv - aceasta nu este o listă completă de „test“, care sunt expuse. Co timp, oamenii au învățat pentru a proteja metalul de coroziune, uzură și alte fenomene, care reduc durata de viață a pieselor. În esență, există două abordări pentru a oferi o astfel de protecție, fie în metalul de bază se adaugă elemente de aliere care conferă proprietăți dorite aliajului, sau o suprafață este aplicat strat protector. Condițiile componentelor mașinii de lucru dictează proprietățile necesare acoperirii. Tehnologii de aplicare a acestora sunt diverse: sunt comune și relativ simplu, există o foarte subțire, care permite de a crea acoperiri cu proprietăți unice. Un ingineri neliniștite a continuat să inventeze tot acopere noi și să vină cu metode de preparare a acestora. Soarta acestor invenții pot fi fericit în cazul în care acoperirea este mult superioară față de predecesorii lor în proprietățile utile sau dacă tehnologia oferă beneficii economice semnificative. In dezvoltarea de fizicieni de la Obninsk pentru a combina ambele aceste condiții.
TEMPERATURI PLUS SPEED
suprafețe Way metalizare în tehnologia modernă este cel mai des utilizat de acoperire electroplacare și baie. Mai puțin frecvent utilizate depunere în vid, depunere de vapori și așa mai departe. Cel mai aproape de dezvoltarea fizicienilor Obninsk termice cu gaz este metalizare când metalic aplicat este topit, atomizată în picături mici și curentul de gaz de a le transfera pe substrat.
Metalul topit este de arzătoare pe gaz, plasma de temperatură joasă cu arc electric, și chiar explozibili inductoare. Tehnicile de metalizare Prin urmare, numite pulverizare cu flacără și de înaltă frecvență arc metalizare, cu plasmă și detonare gaz pulverizare.
În timpul pulverizării cu flacără bara de metal, sârmă sau pudra este topit și pulverizat în flacăra arzătorului care rulează pe un amestec de oxigen cu un gaz combustibil. Când materialul de placare electric este topit printr-un arc electric. In ambele cazuri, picăturile de metal sunt mutate la fluxul de aer substrat pulverizat. În plasmă pulverizare pentru încălzirea și pulverizarea materialului utilizat cu jet de plasmă este format Plazmatroane diferite modele. pulverizare Detonarea-gaz are loc ca urmare a exploziei, este dispersat particule metalice la viteze enorme.
In toate cazurile, particulele de material pulverizat obținut două tipuri de energie: termică - de la sursa de căldură și cinetică - din fluxul de gaz. Ambele aceste tipuri de energie sunt implicate în formarea acoperirii și determină structura și proprietățile sale. Energia cinetică a particulelor (cu excepția metodei de detonare gaz) este mică în comparație cu căldura și natura legăturilor lor cu substratul și este definit între un proces termic: topire, cristalizare, difuzie, schimbări de fază, etc. Acoperirile prezintă în general rezistență de aderență bună la substrat (aderență) și, din păcate, uniformitatea slabă, deoarece parametrul mare răspândire a secțiunii transversale de curgere a gazului.
Materiale de acoperire care creează o metode de pulverizare termică au o serie de dezavantaje. Acestea includ, mai presus de toate, porozitate mare, cu excepția cazului, desigur, nu urmăresc să facă un strat poros special, ca și în unele părți ale tuburilor. In plus, din cauza răcirea rapidă a metalului pe suprafața substratului într-o acoperire cu tensiune internă înaltă. Piesa de prelucrat este în mod inevitabil, încălzită și dacă are o formă complexă, ar putea „poveste“. În cele din urmă, utilizarea de gaze combustibile și temperaturi ridicate în zona de lucru complica măsuri pentru a asigura siguranța personalului.
SPEED PLUS TEMPERATURA
Dorința de a crea o mai bună tehnologie a apărut mult timp în urmă. Inginerii a fost scopul - de a păstra demnitatea tehnologiilor tradiționale și de a scăpa de dezavantajele lor. Direcția de căutare a fost mai mult sau mai puțin evidente: în primul rând, acoperirea trebuie să fie format în principal din cauza energiei particulelor de metal cinetică (nu permit topirea particulelor: va împiedica părțile de încălzire și oxidarea substratului și a particulelor de acoperire), și, pe de altă parte, particulele trebuie să dobândească de mare viteză nu se datorează energiei exploziei în metoda de detonare gaz, și un jet de gaz comprimat. O astfel de metodă numită dinamică a gazului.
Primele calcule și experimente au arătat că într-un astfel de mod de a crea acoperiri cu caracteristici satisfăcătoare, este posibil, dacă este folosit ca heliu gaz de lucru. Această alegere sa datorat faptului că viteza de curgere a gazului într-o viteză de sunet sopleproportsionalna supersonică în gazul respectiv. Gazele ușoare (hidrogen, din cauza explozivitate sale nu a considerat) viteza sunetului este mult mai mare decât în aer sau azot. Ar fi accelerată particule de metal cu heliu la viteze mari, oferindu-le o energie cinetică suficientă pentru a stabili pe țintă. Se credea că utilizarea gazelor mai grele, inclusiv aerul, este sortită eșecului.
Lucru experimentat instalații de pulverizare a dat rezultate bune: dispersa particulele într-un curent de heliu de mai industrial metalic aplicat aderă bine la substrat pentru a forma un strat dens.
Dar satisfacția deplină a inginerii nu au experimentat. Era clar că echipamentul pe gazele de lumina va fi în mod inevitabil, costisitoare și numai în întreprinderi ar putea fi utilizate, producerea de produse high-tech (există doar linii cu heliu comprimat). O linie de aer comprimat sunt practic fiecare magazin, fiecare service companie, ateliere de reparații.
Numeroase experimente cu aer comprimat părea să confirme cele mai grave așteptările dezvoltatorilor. Cu toate acestea, o căutare intensivă este încă posibil să se găsească o soluție. calitate de acoperire satisfăcătoare obținute atunci când aerul comprimat din camera este încălzită înaintea duzei, și o pulbere metalică a început să adăugați pulbere fină de ceramică sau metal dur.
Ideea este că prin încălzirea presiunii aerului din camera, în conformitate cu legea lui Charles a crescut și, prin urmare, crește și viteza de evacuare din duză. Particulele de metal marcate cu jet imens de gaz de viteză, atunci când lovirea substratul este înmuiată și sudate la acesta. particule ceramice acționează sledgehammer ca microscopice - își transferă energia cinetică a straturilor suport, le compactat, reducând porozitatea acoperirii.
Anumite particule ceramice se blocheze în acoperire, alte sări de pe ea. Cu toate acestea, în această metodă, acoperirea este doar un metal relativ ductile - cupru, aluminiu, zinc, nichel, etc. Ulterior, elementul poate fi supus la toate metodele cunoscute de prelucrare :. Drilling, frezare, ascutit, pisa, lustru.
Principala condiție - simplitatea și fiabilitatea
tehnologi eforturile vor rămâne în zadar dacă designerii nu va fi capabil de a crea un echipament simplu, fiabil și rentabil, care ar fi pus în aplicare de către tehnologi a inventat procesul. Baza dispozitivului de pulverizare a pulberilor metalice devin ajutaj supersonic și mic radiator electric curent de aer comprimat capabil de a aduce temperatura până la 500-600 o C.
Utilizați aer în mod normal de trecerea gazelor de lucru a permis să rezolve o altă problemă care se confruntă dezvoltatorii de sistem pe gaze ușoare. Aceasta este introducerea pulberii pulverizat în curentul de gaz. Pentru a păstra integritatea, alimentatoare a pus într-o secțiune critică a duzei, adică pulberea trebuie să fie alimentat în zona de înaltă presiune. Dificultățile pur tehnice agravate de faptul că, trecând prin secțiunea transversală critică, particulele de metal provoacă uzura duzei, înrăutățit caracteristicile aerodinamice ale acesteia, nu pentru a stabiliza modul de acoperire. Designul mașinii cu inginerii de pulverizare cu jet de aer au aplicat principiul, cunoscut tuturor celorlalți din experimente școlare în fizică. În cazul în care gazul trece prin canalul de secțiune variabilă, punctul cel mai îngust al vitezei sale este crescut, iar presiunea statică scade și poate fi chiar mai mică decât cea atmosferică. Canalul prin care pudra este alimentată din alimentator, poziționat chiar în acest loc, iar pulberea este deplasată în duza de aer sufoca.
Ca rezultat, lumina a apărut un aparat portabil pentru aplicarea acoperiri metalice. Ea are o serie de avantaje care il fac foarte util într-o varietate de industrii:
necesare pentru funcționarea aparatului numai grila și conducta de aer sau un compresor cu presiune de aer comprimat de 5-6 atm și debit de 0,5 m3 / min;
pentru acoperirea unei temperaturi a substratului care nu depășește 150 ° C;
acoperiri au aderență ridicată (40-100 N / mm2) și porozitate scăzută (1-3%);
echipamentul nu emite substanțe nocive și a radiațiilor;
dimensiunile dispozitivului fac posibilă utilizarea nu numai în magazin, dar, de asemenea, în domeniu;
Acesta poate fi pulverizat strat de aproape orice grosime.
Unitatea include masa efectivă de 1,3 napylitel kg pe care operatorul le deține în mână sau fixat lui în manipulatorul, încălzitorul de aer, alimentatoarele de pulbere și o unitate de control care controlează funcționarea alimentatorului și napylitelya. Toate acestea sunt montate pe un raft.
A trebuit să lucreze la crearea de consumabile. Pulberile disponibile în comerț au dimensiuni prea mari ale particulelor (circa 100 microni). O tehnologie care permite obținerea de pulberi cu o granulație de 20-50 microni.
De la nave spațiale la semănători de
Un nou mod de pulverizare acoperiri metalice pot fi aplicate într-o varietate de industrii. Deosebit este eficient atunci când lucrările de reparații, atunci când este necesar pentru a restabili porțiunile de articole, de exemplu, fisura reparate sau chiuveta. Datorită temperaturii scăzute a procesului este ușor de a restabili produselor cu pereți subțiri, care sunt reparate prin alte mijloace, cum ar fi sudarea, este imposibilă.
Deoarece zona sputtering are limite clare, pulverizat ratări metalice pe porțiuni fără defecte, iar acest lucru este foarte important în repararea pieselor cu forme complexe, cum ar fi transmisiile carcase, blocuri motor cilindru și altele.
Metoda poate fi foarte util în multe cazuri. Aici sunt doar câteva dintre ele.
Eliminarea scurgerilor. acoperire cu permeabilitate redusă permite eliminarea scurgerilor din conducte si recipiente, atunci când nu se pot utiliza compuși de etanșare. Tehnologia este potrivit pentru repararea navelor care funcționează sub presiune sau la temperaturi înalte și joase: schimbătoare de căldură, radiatoare de aer condiționat auto.
Aplicarea acoperirilor conductive electric. Poate fi aplicat prin pulverizare filme din aluminiu sau cupru metalic sau pe suprafața ceramică. În particular, metoda este mai rentabilă decât metodele tradiționale, placare cu cupru Busbars, galvanizare tampoane de contact pe elementele de legare la pământ și m. P.
Protecție împotriva coroziunii. Filmele de aluminiu și zinc pentru a proteja suprafața de coroziune mai bună decât vopsele și multe alte acoperiri metalice. Productivitatea scăzută a instalației nu se poate ocupa suprafete mari, dar pentru a proteja astfel de elemente vulnerabile, cum ar fi suduri, foarte convenabil. Folosind sputtering sau zinc din aluminiu nu reușește să suspende coroziunea în locurile de apariție a „bug-uri“ pe suprafețele vopsite ale organelor de vehicule cu motor.
Restaurarea lagăre de alunecare. Lagărele de alunecare inserții babbitovye utilizate în mod obișnuit. De-a lungul timpului, acestea sunt purtate, diferența dintre arbore și crește hub, iar stratul de lubrifiant este perturbată. tehnologia tradițională necesită repararea sau înlocuirea căptușelii sau defecte de sudură. Un spray poate restaura garnituri. În acest caz, stratul de etanșare nu poate fi aplicat ceramică din metal pulverizat. includerea solidă în câteva minute după începerea retrage din sistemul de lagăr, în care suprafața va fi deteriorată și manșonul și arborele. A trebuit să folosesc un design special duză. Acesta permite de a aplica un strat de antifricțiune pur în așa-numitul modul thermokinetic. Particulele de pulbere imediat după gâtul duzei sunt accelerate printr-un curent de aer supersonic, apoi debitul scade drastic la transonic. Ca rezultat, temperatura crește brusc, iar particulele sunt încălzite la apropierea punctului de topire. După contactul cu suprafața în care sunt deformate parțial topesc și aderă bine la stratul situată dedesubt.
SPECIALIST - SFATURI