Powłoki natryskiwane cieplnie

Nakładanie powłok metalowych przez natryskiwanie cieplne, nazywane też metalizacją natryskową (w odniesieniu do tradycyjnych metod) znane jest od niemal stu lat i ciągle rozwija się zarówno w zakresie konstrukcji urządzeń jak i nakładanych materiałów.

Metoda natryskiwania cieplnego polega na stopieniu i rozpyleniu metalu powłokowego na drobne cząstki w specjalnym urządzeniu – palniku do natryskiwania, a następnie nadaniu im takiej prędkości przy wylocie z palnika, aby uderzając w pokrywaną powierzchnię miały energię wystarczającą do przyczepienia się do niej.

Źródłem ciepła niezbędnym do stopienia metalu w postaci drutu, proszku lub taśmy, może być płomień gazu, łuk elektryczny lub łuk plazmowy i stąd dzieli się natryskiwanie cieplne na:

• płomieniowe (gazowe),
• łukowe,
• plazmowe.

Jednym z najważniejszych czynników decydujących o powodzeniu natryskiwania jest specyficzne przygotowanie powierzchni natryskiwanego przedmiotu. Najpierw należy oczyścić ją z tłuszczów (przez wypalanie lub mycie w rozpuszczalnikach), a następnie usunąć tlenki przez piaskowanie, który to zabieg jednocześnie zwiększa chropowatość powierzchni. Zamiast piaskowania stosuje się też m.in. skórowanie, śrutowanie, gwintowanie, rowkowanie oraz nakładanie warstw spajających.  Celem tych operacji jest rozwinięcie powierzchni i odsłonięcie czystej powierzchni metalicznej, a wstępne natryskiwanie warstw spajających służy do wytworzenia wiązań metalicznych z podłożem. Istnieje nieliczna grupa materiałów „samowiążących” jak aluminek niklu, molibden, nichrom, których roztopione cząstki uderzając w natryskiwaną powierzchnię nadtapiaj ą jej warstwę wierzchnią, prowadząc do utworzenia wiązań międzyatomowych. W konsekwencji prowadzi to do zwiększenia wytrzymałości połączeń. Okres czasu między przygotowaniem powierzchni, a natryskiwaniem powinien być możliwie krótki, aby uniknąć ponownego zanieczyszczenia i utlenienia powierzchni.

W procesie natryskiwania można wyróżnić kilka etapów:

• mechaniczne podawanie materiału powłokowego w stanie stałym (proszek, drut, taśma, pręt) lub w stanie ciekłym, do strefy topienia w urządzeniu do natryskiwania,
• ciągłe topienie i rozpylanie materiału powłokowego. W czasie topienia następuje jednocześnie rozpylanie cząstek metalu za pomocą sprężonego gazu (np. powietrza) i ewentualnie gazów spalinowych (w wypadku urządzeń gazowych). Czas trwania procesu topienia i rozpylania jest bardzo krótki, rzędu 10-3 s,
• lot stopionych cząstek kulistych wyrzucanych z dyszy palnika w kierunku pokrywanej powierzchni. Podczas lotu cząstki ulegają utlenieniu tlenem z powietrza, co powoduje powstanie otoczek tlenkowych na ich powierzchni,
• tworzenie się powłok, trwające od momentu zetknięcia się cząstek z natryskiwaną powierzchnią do ostygnięcia powłoki do temperatury otoczenia.

W momencie uderzenia w pokrywaną powierzchnię kuliste cząstki ulegają spłaszczeniu, ich powierzchnia zwiększa się, w wyniku czego krucha warstewka tlenków pęka i odsłania powierzchnię czystego metalu. Fragmenty w stanie płynnym rozpryskują się na natryskiwanej powierzchni, a po zestaleniu odkształcają się i zakleszczają w nierównościach powierzchni, dopasowując się do nich, następnie łączą się z kolejnymi padającymi cząstkami. Przy zetknięciu nie utlenionych fragmentów metalu powstaje między cząstkami kohezja. Powstała powłoka połączona jest z podłożem i między cząstkami powłoki mechanicznie, siłami adhezji, kohezji i w pewnych przypadkach wiązaniami metalicznymi dyfuzyjnymi, bez nadtopienia metalu podłoża. Udział poszczególnych rodzajów wiązań jest róż ny zależnie od zastosowanej metody i warunków natryskiwania, co nadaje powłokom różne własności, a szczególnie wytrzymałość połączeń z natryskanym podłożem.

Schemat tworzenia się powłoki natryskanej;

1. lot cząstki w kierunku natryskiwanej powierzchni,

2. rozpłaszczone cząstki metalu i warstewek tlenkowych tworzące natryskaną powłokę

 

Powłoka złożona jest więc z cząstek natryskiwanego metalu, jego tlenków oraz wolnych przestrzeni (porów). Porowatość zależnie od metody natryskiwania może dochodzić do ok. 10%. Benefit from fantastic savings on 10w 30 motor oil , just by taking a look at http://peakhd.com Natryskane warstwy metaliczne, które powinny być jednorodne, nieporowate, po natryskaniu przetapia się różnymi sposobami.

W zależności od użytej technologii natryskiwania i urządzenia, nałożone powłoki mogą mieć grubość od 0,01 do 0,5 mm w jednym przejściu.

Metodą natryskiwania można nakładać różne metale i stopy, które mogą spełniać rolę powłok ochronnych, technicznych lub dekoracyjnych.

Powłoki ochronne służące do zabezpieczenia konstrukcji ze stali przed korozją atmosferyczną i korozją w wodzie, nanoszone są z cynku, aluminium lub ich stopów metodą płomieniową lub łukową. Powłoki te są dodatkowo zabezpieczane przez pokrywanie farbami lub tworzywami sztucznymi, co zwiększa ich trwałość do kilkudziesięciu lat. Łatwość utrzymania tych pokryć w czasie i niewielkie nakłady powodują, że stosuje się je powszechnie do zabezpieczania dużych obiektów przemysłowych, jak zbiorniki, suwnice, kominy, wentylatory, mosty, maszty, wiadukty. Dobór rodzaju materiału powłoki przeciwkorozyjnej jest uzależniony od środowiska pracy, do środowisk o odczynie zasadowym stosuje się powłoki cynkowe, a dla środowisk kwaśnych – aluminiowe. Visit http://mandsremovals.com.au to find out more regarding removalist perth Powłoki natryskowe przeciwkorozyjne są alternatywą dla powłok zanurzeniowych z cynku, które stosunkowo szybko ulegają rozpuszczaniu i wymywaniu. Ponadto obiekty i konstrukcje stalowe narażone są na odkształcenia mechaniczne, co wywołuje pękanie powłok i uszkodzenia, a odsłonięcie podłoża jest powodem nagłego wzrostu szybkości korozji i tylko niezwłoczna naprawa uszkodzeń może uchronić przed kosztowną wymianą całego zabezpieczenia przeciwkorozyjnego całej konstrukcji. Jako powłoki techniczne zabezpieczające części maszyn przed korozją chemiczną wysokotemperaturową, zużyciem wskutek tarcia, erozją, kawitacją, szokiem termicznym, stosowane bądź jako integralna część wyrobu, bądź jako regeneracyjne (często projekt wyrobu zakłada wielokrotną regenerację po określonym stopniu zużycia), wykorzystuje się bardzo różnorodne metale, stopy, ceramikę, kompozyty, w postaci proszków, drutów, pałeczek spiekanych, nakładane różnymi technikami Szczególnie materiały proszkowe wraz z rozwojem nowych metod natryskiwania, nabierają coraz większego znaczenia, przy czym bardzo ważna jest ich jakość. Wymaga się aby cząstki proszków miały kształt zbliżony do sferycznego, o bardzo zbliżonej wielkości, co ułatwia stabilne podawanie proszku do urządzenia, niezbędne do zapewnienia wysokich, powtarzalnych własności powłok. Wśród stosowanych materiałów proszkowych do natryskiwania cieplnego można wyróżnić stopy twarde na bazie Ni, Co lub Fe z Cr, B i Si, węgliki Ti, Zr, Hf, węgliki mieszane, azotki V, Nb, Ta, borki Cr, Mo, W. Najbardziej dynamicznie rozwijają się proszki kompozytowe, coraz szerzej stosowane w technice, są to materiały złożone, np. cząstki tlenku otoczone koszulką metalową, lub na odwrót wewnątrz tlenku cząstka metalu, np. Al2O3 + Ni, Cr3C2 + NiCr, WC + Co.

 

Główną zaletą natryskiwania jest możliwość dowolnego doboru składu powłoki, łatwość obsługi palników natryskowych, możliwość automatyzacji i robotyzacji procesu, natryskiwanie niemal dowolnych miejsc konstrukcji, wielokrotne natryskiwanie tym samym lub różnymi rodzajami materiału, niski koszt inwestycji. If you are not interested in foam cutting tools , then you have already missed a lot. Do wad zalicza się trudność pokrycia trudno dostępnych powierzchni wewnętrznych, porowatość warstw, niską przyczepność do podłoża, obniżenie właściwości mechanicznych, jednakże powłoki nanoszone metodami natryskiwania nowej generacji, mają coraz mniejszą porowatość, niższą od 0,5%, wyższą przyczepność do podłoża niż klasyczne powłoki, a własności mechaniczne można podwyższyć przez dodatkowe operacje technologiczne po natryskiwaniu.