Что такое термическое напыление?

Что такое термическое напыление?

Термическое напыление — это метод плавления и нагрева материалов с использованием высокотемпературной плазмы или пламени и распыления их на поверхность подложки.

Благодаря этой технологии на поверхности подложки формируются защитные и укрепляющие слои, что повышает износостойкость механических компонентов и промышленных изделий и в конечном итоге продлевает их долговечность и срок службы. Формирование коррозионно-стойких покрытий также защищает от химической коррозии. Более того, это позволяет осуществлять точный контроль и эффективное, экономичное нанесение покрытия, поскольку покрытия можно выборочно наносить на определенные области.

Однако эффективная подготовка подложки имеет решающее значение для формирования покрытия на поверхности подложки. Недостаточная очистка или предварительная обработка поверхности могут привести к снижению адгезии и снижению качества покрытия.

Применение термического напыления

Термическое напыление находит широкое применение в различных промышленных областях благодаря своим разнообразным преимуществам.

1. Улучшенная износостойкость механических компонентов

Двигатели внутреннего сгорания часто испытывают износ, связанный с деградацией таких компонентов, как поршни и цилиндры. Применяя технологию термического напыления, можно продлить срок службы этих компонентов, покрыв их поверхности износостойкими покрытиями.

Более того, покрытия часто наносятся на подшипники, используемые во вращающихся и движущихся частях механических компонентов, чтобы повысить износостойкость. Это приводит к увеличению срока службы подшипников и увеличению интервалов технического обслуживания.

2. Ремонт

Ремонт поверхностей изношенных деталей или оборудования с помощью термического напыления покрытий делает решение проблемы экономически выгодным по сравнению с покупкой новых деталей. Ремонт старых или поврежденных компонентов для повторного использования приводит к экономии средств. Термическое напыление часто применяется для ремонта, особенно в случаях, когда ухудшилась посадка компонентов в больших, стареющих двигателях.

3. Улучшенная коррозионная стойкость

Покрытия с коррозионной стойкостью наносятся на компоненты и оборудование, подверженные коррозии и эрозии в таких средах, как химические заводы или морская вода. Это помогает продлить срок службы компонентов и снижает частоту технического обслуживания.

Принципы термического напыления

Термическое напыление включает в себя плавление и нагревание материалов с использованием высокотемпературной плазмы или пламени, а затем формирование покрытий путем распыления расплавленных частиц на поверхность подложки.

Используемые материалы часто поставляются в виде порошка или проволоки. Эти материалы нагреваются до высоких температур с использованием специального источника тепла, заставляя их плавиться. Расплавленные материалы переходят в жидкое или расплавленное состояние.

Расплавленные материалы ускоряются высокоскоростным газовым потоком, создаваемым плазмой или пламенем, и распыляются по направлению к поверхности подложки. Этот механизм включает в себя напыляемые материалы, прилипающие к поверхности подложки. Напыляемые и расплавленные материалы быстро охлаждаются на поверхности подложки, затвердевая и прилипая в виде покрытия. Толщину покрытия можно регулировать в зависимости от таких условий, как количество распыляемого материала и время.

Типы термического напыления

Существует несколько основных типов термического напыления, каждый из которых отличается в зависимости от используемого источника тепла и состояния напыляемого материала. Ниже приведены типичные типы термического напыления:

1. Плазменное напыление

Плазменное напыление включает ионизацию газа с использованием высокочастотной энергии, создавая плазму для плавления и нагрева материалов. Расплавленный материал распыляется на подложку с использованием высокоскоростного плазменного газа. Этот метод в основном используется для покрытия металлов и керамических материалов.

2. Процесс высокоскоростного кислородного топлива (HVOF)

HVOF включает смешивание кислорода под высоким давлением и топливного газа для создания горения, производя высокоскоростное пламя. Расплавленный материал распыляется на подложку с использованием этого высокоскоростного пламени. Этот процесс формирует покрытия с прочной адгезией, демонстрирующие превосходную износостойкость и коррозионную стойкость.

3. Процесс High-Velocity Air Fuel (HVAF)

HVAF включает смешивание воздуха высокого давления и топлива для создания высокоскоростного пламени, которое используется для распыления расплавленного материала на подложку. Он позволяет формировать покрытие при более низких температурах по сравнению с HVOF. Известные особенности включают высокую адгезию и качество покрытия.