Назначение и применение газотермического напыления
Газотермическое напыление – это технология нанесения специального покрытия на поверхность. Этим термином обозначают все процессы, связанные с обработкой заготовок материалами, которые не подвержены распаду под воздействием высокой температуры. Чаще всего процедуре модификации поверхности подвергают изделия из металла, пластика или бумаги.
Технология относится к категории энергосберегающих: масса нанесенного покрытия редко превышает десятые доли процента. По этой причине оборудование для газотермического напыления – непременный атрибут металлообрабатывающих предприятий, а также ремонтных цехов крупных объектов промышленности.
Оглавление
Сущность и назначение газотермического напыления
Сущность газотермического напыления покрытий заключается в использовании специальных материалов, которые поставляют в виде порошка, проволоки или прутков. Заготовку подают в высокотемпературную зону и нагревают до пластичного или жидкого состояния. Затем в камеру под большим давлением поступает газ: это может быть обычный воздух или особый состав в зависимости от требований к нанесенному покрытию и типа используемого оборудования. Его функция заключается в распылении основного материала на предварительно подготовленную поверхность. При взаимодействии с обрабатываемым изделием частицы, уровень нагрева которых близок к порогу плавления, деформируются и заполняют все поры и неровности заготовки. Так с помощью температуры и давления создается защитный слой, обладающий высокими эксплуатационными характеристиками.
Принцип действия оборудования основан на переносе расплавленного материала на подготовленную поверхность. Здесь можно увидеть сходство со сваркой. Ключевое отличие заключается в назначении процесса. Сварка призвана создать неразрывное соединение отдельных элементов, тогда как цель газотермического напыления – защитить поверхность от коррозии и других вредных факторов.
Качественное покрытие, устойчивое к внешним воздействиям, всегда востребовано на металлообрабатывающих предприятиях. С помощью рассматриваемой технологии можно снизить или полностью исключить негативное влияние следующих процессов:
- изнашивания;
- эрозии;
- коррозии (в том числе и высокотемпературной).
В зависимости от типа используемых материалов газотермическую металлизацию с успехом применяют для создания термических барьеров, получения электроизоляционного слоя или экранирования поверхности от воздействия продуктов распада радиоактивных элементов.
Стремительное развитие технологии привело к тому, что с ее помощью была реализована возможность получения слоя с биологически активными свойствами для искусственного выращивания органов.
Газотермическое напыление включает в себя следующие методы модификации поверхности, которые различаются источниками тепла:
- газопламенный;
- детонационный;
- плазменный;
- напыление с оплавлением;
- электродуговую металлизацию.
Помимо источников тепла, методы различают по следующим признакам:
- Тип энергии. Технологии могут использовать электричество или тепло, которое образуется в процессе горения газов.
- Вид материала. Современное оборудование использует порошковые, стержневые или комбинированные методы напыления.
- Степень защиты. Процесс может протекать в любых условиях, включая обработку в герметичных камерах с пониженным давлением.
- Уровень автоматизации. Существует множество станков различной степени механизации. Например, при ручном режиме работы сопло перемещается оператором, а параметры потока распыляемого материала регулируются автоматически.
Особенности подготовки поверхности
От надежности сцепления защитного слоя с основной поверхностью зависят его долговечность и качественные характеристики. Кроме того, важную роль играют вид напыляемого материала и режим обработки.
Идеально подготовленная поверхность должна обладать незначительными дефектами, которые повысят адгезию защитного слоя. Для достижения оптимального результата обычно прибегают к следующим методам:
- к абразивной обработке;
- механическому воздействию;
- накатке.
Для повышения сцепления специалисты рекомендуют выполнить напыление специальным экзотермическим порошком.
Преимущества технологии
Основными преимуществами технологии являются:
- Газотермическое напыление – универсальная технология. С ее помощью можно нанести покрытие без ограничений по размеру конструкции и температуре плавления. Толщина защитного слоя варьируется в пределах от 0,1 до 15 мм.
- По сравнению с другими методами модификации технология относится к экологически чистым процессам.
- Назначение покрытия с легкостью меняют путем изменения состава порошка.
- Процедура характеризуется низким температурным воздействием на обрабатываемое изделие. Благодаря этому изделие не подвержено изменениям структуры под действием тепловой энергии.
- Особенности технологии позволяют выполнять многократную обработку одного элемента в случае его износа.
Применяемое оборудование
Характеристики и специфика оборудования для газотермической модификации зависят от источника тепловой энергии. Например, современный комплекс для металлизации поверхности методом электродугового напыления состоит из следующих узлов:
- линии механизированной подачи;
- дробеструйной установки;
- камеры для нанесения защитного слоя;
- системы фильтрации воздуха;
- погрузочно-разгрузочного механизма.
Источник тока располагается в соседнем помещении или на расстоянии не менее 10 метров от установки для металлизации.
Газотермическое напыление – стремительно развивающаяся технология модификации поверхности. Она востребована во многих отраслях промышленности, которые связаны с обработкой металлов. Немаловажным преимуществом является экологическая чистота: толчок к развитию во многом связан с ограничением гальванического хромирования и других методов, которые характеризуются загрязнением атмосферы.
Какой метод газотермического напыления вы считаете самым перспективным? Напишите ваше мнение в блоке комментариев.