Àrees d'aplicació de la tecnologia de polvorització tèrmica

En els darrers anys, les tecnologies de polvorització tèrmica han evolucionat des de processos crus que eren relativament difícils de controlar, cap a eines cada cop més precises on el procés s'adapta per tenir en compte les propietats tant del material dipositat com dels recobriments requerits.

La tecnologia de polvorització tèrmica s'està desenvolupant contínuament i es veuen noves aplicacions per a materials i estructures de recobriment amb polvorització tèrmica. Coneixem les principals àrees d'aplicació de la tecnologia de polvorització tèrmica.

1. Aviació

La tecnologia de polvorització tèrmica s'utilitza àmpliament en el camp de l'aviació, com ara la polvorització de recobriments de barrera tèrmica (capa d'unió + capa de superfície ceràmica) a les pales dels motors d'avió. Polvorització de plasma, capes d'unió per polvorització de flama supersònica, com ara NiCoCrAlY i CoNiCrAlY, i capa superficial de ceràmica, com ara un 8% d'òxid Y0-ZrO (YSZ) (que conté òxid de terres rares) modificació YSZ de dopatge, com TiO + YSZ, YSZ + A10 o Els òxids basats en zirconat de lantà de terres rares com La (ZoCe)024 també s'han estudiat com a recobriments de barrera tèrmica a les cambres de combustió de motors de coets5. L'eix del rotor principal dels helicòpters per a operacions militars a les zones desèrtiques és fàcilment erosionat per la sorra. L'ús de HVOF i la polvorització explosiva de WC12Co poden millorar la seva resistència al desgast. HVOF ruixa un recobriment d'Al-SiC al substrat d'aliatge de magnesi per a l'aviació, que pot millorar la resistència al desgast.

2. Indústria siderúrgica i petroliera

La indústria del ferro i l'acer és un camp important d'aplicació de polvorització tèrmica i és la segona indústria més gran de la Xina després de l'aplicació de polvorització tèrmica a la indústria de l'aviació. El 2009, la producció d'acer cru de la Xina va representar el 47% de la producció mundial d'acer brut. És un veritable país siderúrgic, però no és una central d'acer. Encara cal importar alguns acers d'alta qualitat en grans quantitats. Una de les raons més importants és que la polvorització tèrmica de la Xina s'utilitza menys a la indústria siderúrgica. Com ara tuyera d'alt forn, corró de forn de recuit d'alta temperatura, corró de transport de plaques de rodet calent, corró de suport, corró redreçador, corró d'elevació galvanitzat, corró d'enfonsament, etc. reduir costos, millorar la qualitat dels productes i els beneficis són significatius 19-0.

A la conferència de l'ITSC de 2011, l'expert japonès Namba va investigar les patents relacionades amb l'aplicació de la polvorització tèrmica a la indústria siderúrgica a tot el món. Els resultats de l'enquesta mostren que entre 1990 i 2009, les patents japoneses van representar el 39%, les patents nord-americanes el 22%, les europees el 17%, les xineses el 9%, les coreanes el 6%, les russes el 3. %, les patents brasileres representen el 3% i les índies l'1%. En comparació amb països desenvolupats com el Japó, Europa i els Estats Units, l'aplicació de la polvorització tèrmica a la indústria siderúrgica a la Xina és menor i l'espai de desenvolupament és enorme.

Els informes detallats relacionats amb la reunió també incloïen pols de NiCrAlY i YO com a matèries primeres, es van preparar pols de polvorització NiCrAlY-Y0 mitjançant mètodes de sinterització i mescla d'aglomeració, i els recobriments es van preparar amb la pistola de polvorització HVOFDJ2700. Simula l'anti-acumulació de rotlles de forn a la indústria siderúrgica. Els resultats de la investigació mostren que el recobriment en pols preparat pel mètode de sinterització d'aglomeració té una excel·lent resistència a l'acumulació d'òxid de manganès, però poca resistència a l'acumulació d'òxid de ferro. Recobriments preparats a partir de pols mixtes.

La tecnologia de polvorització tèrmica s'utilitza àmpliament en els recobriments anti-corrosió i resistents al desgast per polvorització de superfícies de gas, oleoductes i vàlvules de comporta, la majoria dels quals són recobriments de polvorització HVOF WC10Co4Cr.

3. Nova energia, nous equips i turbines de gas

Les piles de combustible sòlid (SOFC) es dissenyen ara en la direcció de plaques planes i plaques primes, incloent ànodes, electròlits, càtodes,i capes protectores. Actualment, el disseny de materials i la tecnologia de producció de les piles de combustible sòlides han madurat, i el principal problema és el problema de la preparació. La tecnologia de polvorització tèrmica (polvorització de plasma a baixa pressió, polvorització de plasma al buit) s'ha convertit en la tecnologia més popular. L'aplicació reeixida de la polvorització tèrmica a SOFC és l'última aplicació de la tecnologia de polvorització tèrmica en noves energies i també promou el desenvolupament de materials de polvorització relacionats. Per exemple, el material de polvorització LaSrMnO (LSM) amb polvorització de plasma, l'empresa alemanya HC.Starck ja ha començat la producció i venda d'aquest material i materials relacionats. Els investigadors també van utilitzar la polvorització de plasma en fase líquida per preparar el material de l'elèctrode LiFePO per a bateries d'ions de liti. informes de recerca relacionats.

El desenvolupament de la tecnologia de polvorització tèrmica és inseparable de l'actualització dels equips. Cada conferència internacional de polvorització tèrmica tindrà informes sobre equips nous relacionats. A causa del seu disseny de baixa temperatura i alta velocitat, la pistola de polvorització K2 per a la polvorització GTV HVOF pot polvoritzar recobriments metàl·lics com ara recobriments de Cu, i el contingut d'oxigen del recobriment és només del 0,04%, que és comparable a la polvorització en fred. Utilitzant un sistema de polvorització HVOF d'alta pressió, la pressió de la cambra de combustió pot arribar a 1 ~ 3MPa i el flux de la flama és de baixa temperatura i alta velocitat, ruixant pols d'acer inoxidable 316L, l'eficiència de deposició pot arribar al 90%.

Les pales de turbines de gas industrials han començat a utilitzar recobriments de barrera tèrmica amb polvorització de plasma, com ara sistemes de recobriment YSZ, LazZrzO, SmzZrzO, GdzZr20, que s'utilitzen àmpliament a l'estranger i que actualment són un camp de recerca popular a la Xina.

4. Resistència al desgast mecànic

La tecnologia de polvorització tèrmica sempre ha estat una part important de totes les conferències internacionals de polvorització tèrmica en el camp de la resistència al desgast perquè gairebé totes les superfícies de les peces de treball tenen desgast, i l'enfortiment i la reparació de superfícies són les tendències futures del desenvolupament tecnològic, especialment amb La tecnologia té un àmplia gamma d'aplicacions a la indústria resistent al desgast i també promou el desenvolupament de materials resistents al desgast per polvorització tèrmica. Els recobriments resistents al desgast més utilitzats són: soldadura per polvorització (aspersió amb flama + refusió) aliatges NiCrBSi, que també són els més utilitzats i estudiats en el camp resistent al desgast, com ara el recobriment de FeCrNBC per polvorització HVOF, la polvorització d'arc NiCrBSi després de la refusió. sobre microestructura i resistència al desgast, etc.; La polvorització HVOF, els recobriments a base de carbur de tungstè per polvorització en fred i els recobriments a base de carbur de crom són els més utilitzats i investigats en el camp de la resistència al desgast; Els pols de polvorització basats en carbur de tungstè de la indústria de gamma alta de la Xina depenen de les importacions, com ara aeronaus. Polvorització del marc caiguda, corró que s'enfonsa, corró ondulat, etc. Amb el desenvolupament de la tecnologia de polvorització en fred i la polvorització calenta per preparar un recobriment a base de carbur de tungstè, També hi ha nous requisits per a la pols de polvorització a base de carbur de tungstè, com ara que el requisit de mida de partícula en pols és -20um + 5um.

5. Nanoestructures i nous materials

Els recobriments nanoestructurats, les pols i els nous materials han estat el focus de la investigació internacional al llarg dels anys. El recobriment WC12Co nanoestructurat es prepara mitjançant polvorització HVOF. La mida de partícula de la pols ruixada és de -10 μm + 2 μm i la mida del gra del WC és de 400 nm. L'empresa alemanya DURUM té una producció industrialitzada. Me lenvk va estudiar la pols WC10Co4Cr preparada utilitzant carbur de tungstè amb diferents mides de gra com a matèries primeres, com ara la mida de gra WC> 12um (estructura convencional), la mida de gra WC 0,2 ~ 0,4um (estructura de gra fi), la mida de gra WC ~ 0,2um (estructura de gra ultra fi); Mida del gra WC

12um (estructura convencional), la mida de gra WC 0,2 ~ 0,4um (estructura de gra fi), la mida de gra WC ~ 0,2um (estructura de gra ultra fi); Mida del gra WC

6. Impressió biomèdica i paper

La tecnologia de polvorització tèrmica s'utilitza cada cop més a la indústria mèdica, com ara el plasma al buit, els recobriments de Ti ruixat amb HVOF, hidroxiapatita i hidroxiapatita + Ti utilitzats a la indústria mèdica (dental, ortopèdia). La polvorització explosiva de TiO2-Ag, com ara la deposició a les bobines de Cu dels aparells d'aire condicionat, pot inhibir el creixement bacterià i mantenir-los nets.