Τομείς Εφαρμογής Τεχνολογίας Θερμικού Ψεκασμού

Τα τελευταία χρόνια, οι τεχνολογίες θερμικού ψεκασμού έχουν εξελιχθεί από ακατέργαστες διεργασίες που ήταν σχετικά δύσκολο να ελεγχθούν, σε ολοένα και πιο ακριβή εργαλεία όπου η διαδικασία είναι προσαρμοσμένη ώστε να λαμβάνει υπόψη τις ιδιότητες τόσο του αποτιθέμενου υλικού όσο και των απαιτούμενων επικαλύψεων.

Η τεχνολογία θερμικού ψεκασμού αναπτύσσεται συνεχώς και παρατηρούνται νέες εφαρμογές για υλικά και κατασκευές επίστρωσης με θερμικό ψεκασμό. Ας μάθουμε τους κύριους τομείς εφαρμογής της τεχνολογίας θερμικού ψεκασμού.

1. Αεροπορία

Η τεχνολογία θερμικού ψεκασμού χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα της αεροπορίας, όπως ο ψεκασμός επιστρώσεων θερμικού φραγμού (στρώμα συγκόλλησης + κεραμικό επιφανειακό στρώμα) σε λεπίδες κινητήρα αεροσκαφών. Ψεκασμός πλάσματος, κολλητικές στρώσεις ψεκασμού με υπερηχητική φλόγα, όπως NiCoCrAlY και CoNiCrAlY, και κεραμικό επιφανειακό στρώμα, όπως οξείδιο 8% Y0-ZrO(YSZ) (που περιέχει οξείδιο σπάνιων γαιών) τροποποίηση ντόπινγκ YSZ, όπως TiO+YSZ, YSZ+ Οξείδια με βάση το ζιρκονικό λανθάνιο σπανίων γαιών όπως το La(ZoCe)024 έχουν επίσης μελετηθεί ως επιστρώσεις θερμικού φραγμού σε θαλάμους καύσης κινητήρα πυραύλων5. Ο κύριος άξονας του ρότορα των ελικοπτέρων για στρατιωτικές επιχειρήσεις σε περιοχές της ερήμου διαβρώνεται εύκολα από την άμμο. Η χρήση HVOF και ο εκρηκτικός ψεκασμός του WC12Co μπορεί να βελτιώσει την αντοχή του στη φθορά. Το HVOF ψεκάζει επίστρωση Al-SiC στο υπόστρωμα από κράμα μαγνησίου για την αεροπορία, το οποίο μπορεί να βελτιώσει την αντοχή στη φθορά.

2. Βιομηχανία χάλυβα και πετρελαίου

Η βιομηχανία σιδήρου και χάλυβα είναι ένας σημαντικός τομέας εφαρμογής θερμικού ψεκασμού και είναι η δεύτερη μεγαλύτερη βιομηχανία στην Κίνα μετά την εφαρμογή θερμικού ψεκασμού στην αεροπορική βιομηχανία. Το 2009, η παραγωγή ακατέργαστου χάλυβα της Κίνας αντιπροσώπευε το 47% της παγκόσμιας παραγωγής ακατέργαστου χάλυβα. Είναι μια πραγματική χώρα από χάλυβα, αλλά δεν είναι μια μονάδα παραγωγής ισχύος από χάλυβα. Κάποιος χάλυβας υψηλής ποιότητας χρειάζεται ακόμη να εισαχθεί σε μεγάλες ποσότητες. Ένας από τους πιο σημαντικούς λόγους είναι ότι ο θερμικός ψεκασμός της Κίνας χρησιμοποιείται λιγότερο στη βιομηχανία χάλυβα. Όπως tuyere υψικάμινου, κύλινδρος κλιβάνου ανόπτησης υψηλής θερμοκρασίας, κύλινδρος μεταφοράς πλάκας θερμού κυλίνδρου, κύλινδρος στήριξης, κύλινδρος ευθυγράμμισης, γαλβανισμένος κύλινδρος ανύψωσης, κύλινδρος βύθισης κ.λπ. μείωση του κόστους, Βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων και τα οφέλη είναι σημαντικά 19-0.

Στο συνέδριο ITSC το 2011, ο Ιάπωνας εμπειρογνώμονας Namba ερεύνησε τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας που σχετίζονται με την εφαρμογή του θερμικού ψεκασμού στη βιομηχανία χάλυβα παγκοσμίως. Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι από το 1990 έως το 2009, τα ιαπωνικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας αντιπροσώπευαν το 39%, τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας των ΗΠΑ αντιπροσώπευαν το 22%, τα ευρωπαϊκά διπλώματα ευρεσιτεχνίας αντιπροσώπευαν το 17%, τα κινεζικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας αντιπροσώπευαν το 9%, τα κορεατικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας αντιστοιχούν στο 6%, τα ρωσικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας αντιστοιχούν σε 3 %, τα βραζιλιάνικα διπλώματα ευρεσιτεχνίας αντιπροσωπεύουν το 3%, και τα ινδικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας αντιστοιχούν στο 1%. Σε σύγκριση με ανεπτυγμένες χώρες όπως η Ιαπωνία, η Ευρώπη και οι Ηνωμένες Πολιτείες, η εφαρμογή του θερμικού ψεκασμού στη βιομηχανία χάλυβα στην Κίνα είναι μικρότερη και ο χώρος ανάπτυξης είναι τεράστιος.

Οι λεπτομερείς αναφορές που σχετίζονται με τη συνάντηση περιελάμβαναν επίσης σκόνες NiCrAlY και YO ως πρώτες ύλες, οι σκόνες ψεκασμού NiCrAlY-Y0 παρασκευάστηκαν με μεθόδους πυροσυσσωμάτωσης και ανάμειξης συσσωμάτωσης και οι επικαλύψεις παρασκευάστηκαν με πιστόλι ψεκασμού HVOFDJ2700. Προσομοίωση της αντισυσσώρευσης των κυλίνδρων κλιβάνων στη βιομηχανία χάλυβα. Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι η επίστρωση σκόνης που παρασκευάζεται με τη μέθοδο της συσσωμάτωσης έχει εξαιρετική αντοχή στη συσσώρευση οξειδίου του μαγγανίου, αλλά χαμηλή αντοχή στη συσσώρευση οξειδίου του σιδήρου. Επιστρώσεις που παρασκευάζονται από μικτές σκόνες.

Η τεχνολογία θερμικού ψεκασμού χρησιμοποιείται ευρέως σε αντιδιαβρωτικές και ανθεκτικές στη φθορά επιστρώσεις ψεκασμού επιφανειών αερίου, αγωγού πετρελαίου και βαλβίδων πύλης, οι περισσότερες από τις οποίες είναι επίστρωση ψεκασμού HVOF WC10Co4Cr.

3. Νέα ενέργεια, νέος εξοπλισμός και αεριοστρόβιλοι

Οι κυψέλες στερεού καυσίμου (SOFC) έχουν πλέον σχεδιαστεί προς την κατεύθυνση επίπεδων πλακών και λεπτών πλακών, συμπεριλαμβανομένων των ανοδίων, ηλεκτρολυτών, καθόδων,και προστατευτικά στρώματα. Επί του παρόντος, ο σχεδιασμός υλικών και η τεχνολογία παραγωγής κυψελών στερεού καυσίμου έχουν ωριμάσει και το κύριο πρόβλημα είναι το πρόβλημα προετοιμασίας. Η τεχνολογία θερμικού ψεκασμού (ψεκασμός πλάσματος χαμηλής πίεσης, ψεκασμός πλάσματος κενού) έχει γίνει η πιο δημοφιλής τεχνολογία. Η επιτυχημένη εφαρμογή του θερμικού ψεκασμού σε SOFC είναι η πιο πρόσφατη εφαρμογή της τεχνολογίας θερμικού ψεκασμού στη νέα ενέργεια και προωθεί επίσης την ανάπτυξη σχετικών υλικών ψεκασμού. Για παράδειγμα, το υλικό ψεκασμού LaSrMnO (LSM) που ψεκάζεται με πλάσμα, η γερμανική εταιρεία HC.Starck έχει ήδη ξεκινήσει την παραγωγή και τις πωλήσεις αυτού του υλικού και των σχετικών υλικών. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης ψεκασμό πλάσματος υγρής φάσης για να προετοιμάσουν το υλικό ηλεκτροδίων LiFePO για μπαταρίες ιόντων λιθίου. σχετικές ερευνητικές εκθέσεις.

Η ανάπτυξη της τεχνολογίας θερμικού ψεκασμού είναι αδιαχώριστη από την ενημέρωση του εξοπλισμού. Κάθε διεθνές συνέδριο θερμικού ψεκασμού θα έχει εκθέσεις για σχετικό νέο εξοπλισμό. Λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας και του σχεδιασμού υψηλής ταχύτητας, το πιστόλι ψεκασμού K2 για ψεκασμό GTV HVOF μπορεί να ψεκάσει μεταλλικές επικαλύψεις όπως επικαλύψεις Cu και η περιεκτικότητα σε οξυγόνο της επίστρωσης είναι μόνο 0,04%, η οποία είναι συγκρίσιμη με τον ψυχρό ψεκασμό. Χρησιμοποιώντας ένα σύστημα ψεκασμού υψηλής πίεσης HVOF, η πίεση του θαλάμου καύσης μπορεί να φτάσει το 1~3MPa και η ροή της φλόγας είναι χαμηλή θερμοκρασία και υψηλή ταχύτητα, ψεκάζοντας σκόνη ανοξείδωτου χάλυβα 316L, η απόδοση εναπόθεσης μπορεί να φτάσει το 90%.

Τα πτερύγια βιομηχανικών αεριοστροβίλων έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούν επιστρώσεις θερμικού φραγμού ψεκαζόμενες με πλάσμα, όπως συστήματα επίστρωσης YSZ, LazZrzO, SmzZrzO, GdzZr20, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως στο εξωτερικό και είναι επί του παρόντος ένα δημοφιλές ερευνητικό πεδίο στην Κίνα.

4. Μηχανική αντοχή στη φθορά

Η τεχνολογία θερμικού ψεκασμού ήταν πάντα σημαντικό μέρος κάθε διεθνούς συνεδρίου θερμικού ψεκασμού στον τομέα της αντοχής στη φθορά, επειδή σχεδόν όλες οι επιφάνειες του τεμαχίου έχουν φθορά και η ενίσχυση και επισκευή επιφανειών είναι οι μελλοντικές τάσεις της τεχνολογικής ανάπτυξης, ειδικά με την τεχνολογία ευρύ φάσμα εφαρμογών στη βιομηχανία ανθεκτική στη φθορά και επίσης προωθεί την ανάπτυξη υλικών ανθεκτικών στη φθορά με θερμικό ψεκασμό. Οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες ανθεκτικές στη φθορά επιστρώσεις είναι: συγκόλληση με ψεκασμό (ψεκασμός με φλόγα + επανατήξη) κράματα NiCrBSi, τα οποία είναι επίσης τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα και μελετημένα στον τομέα ανθεκτικότητας στη φθορά, όπως η επίστρωση με ψεκασμό HVOF FeCrNBC, ο ψεκασμός με τόξο NiCrBSi μετά την επανατήξη. σχετικά με τη μικροδομή και την αντοχή στη φθορά, κ.λπ. Ο ψεκασμός HVOF, οι επιστρώσεις με βάση το καρβίδιο του βολφραμίου με ψυχρό ψεκασμό και οι επικαλύψεις με βάση το καρβίδιο του χρωμίου είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες και ερευνημένες στον τομέα της αντοχής στη φθορά. Οι σκόνες ψεκασμού με βάση το καρβίδιο του βολφραμίου υψηλής τεχνολογίας της Κίνας βασίζονται σε εισαγωγές, όπως ο ψεκασμός του πλαισίου που πέφτει, ο κύλινδρος βύθισης, ο κυματοειδής κύλινδρος κ.λπ. Υπάρχουν επίσης νέες απαιτήσεις για σκόνη ψεκασμού με βάση το καρβίδιο του βολφραμίου, όπως η απαίτηση μεγέθους σωματιδίων σκόνης είναι -20um+5um.

5. Νανοδομές και νέα υλικά

Οι νανοδομημένες επικαλύψεις, οι σκόνες και τα νέα υλικά έχουν αποτελέσει το επίκεντρο της διεθνούς έρευνας όλα αυτά τα χρόνια. Η νανοδομημένη επίστρωση WC12Co παρασκευάζεται με ψεκασμό HVOF. Το μέγεθος σωματιδίων της ψεκασμένης σκόνης είναι -10μm+2μm και το μέγεθος κόκκου του WC είναι 400nm. Η γερμανική εταιρεία DURUM έχει βιομηχανοποιημένη παραγωγή. Ο Me lenvk μελέτησε τη σκόνη WC10Co4Cr που παρασκευάστηκε χρησιμοποιώντας καρβίδιο βολφραμίου με διαφορετικά μεγέθη κόκκων ως πρώτες ύλες, όπως μέγεθος κόκκου WC>12um (συμβατική δομή), μέγεθος κόκκου WC 0,2~0,4um (δομή λεπτού κόκκου), μέγεθος κόκκου WC ~0,2um (υπερ-λεπτή δομή κόκκων). Μέγεθος κόκκου WC

12um (συμβατική δομή), μέγεθος κόκκου WC 0,2~0,4um (δομή λεπτού κόκκου), μέγεθος κόκκου WC ~0,2um (υπερ-λεπτή δομή κόκκων). Μέγεθος κόκκου WC

6. Βιοϊατρική και εκτύπωση χαρτιού

Η τεχνολογία θερμικού ψεκασμού χρησιμοποιείται όλο και πιο ευρέως στην ιατρική βιομηχανία, όπως το πλάσμα κενού, οι επικαλύψεις Ti, υδροξυαπατίτης και υδροξυαπατίτης + Ti που χρησιμοποιούνται στην ιατρική (οδοντιατρική, ορθοπεδική) με ψεκασμό HVOF. Ο εκρηκτικός ψεκασμός TiO2-Ag, όπως η εναπόθεση σε πηνία Cu των κλιματιστικών, μπορεί να αναστείλει την ανάπτυξη βακτηρίων και να τα διατηρήσει καθαρά.