Područja primjene tehnologije toplinskog raspršivanja

Posljednjih godina, tehnologije toplinskog raspršivanja razvile su se iz grubih procesa koje je bilo relativno teško kontrolirati, u sve preciznije alate gdje je proces prilagođen da uzme u obzir svojstva i nataloženog materijala i potrebnih premaza.

Tehnologija toplinskog raspršivanja kontinuirano se razvija i vide se nove primjene toplinski raspršenih premaznih materijala i struktura. Naučimo glavna područja primjene tehnologije termalnog raspršivanja.

1. Zrakoplovstvo

Tehnologija toplinskog raspršivanja naširoko se koristi u području zrakoplovstva, kao što je nanošenje toplinskih barijernih premaza (vezni sloj + keramički površinski sloj) na lopatice motora zrakoplova. Plazma raspršivanje, slojevi za spajanje raspršivanjem nadzvučnim plamenom, kao što su NiCoCrAlY i CoNiCrAlY, i keramički površinski sloj, kao što je 8% Y0-ZrO(YSZ) oksid (koji sadrži oksid rijetkih zemalja) dopiranje YSZ modifikacija, kao što je TiO+YSZ, YSZ+ A10 ili Oksidi na bazi lantanovog cirkonata rijetke zemlje, kao što je La(ZoCe)024, također su proučavani kao prevlake toplinske barijere na komorama za izgaranje raketnih motora5. Osovina glavnog rotora helikoptera za vojne operacije u pustinjskim područjima lako se erodira pijeskom. Upotreba HVOF-a i eksplozivnog prskanja WC12Co može poboljšati njegovu otpornost na trošenje. HVOF nanosi Al-SiC premaz na podlogu od legure magnezija za zrakoplovstvo, što može poboljšati otpornost na habanje.

2. Industrija čelika i nafte

Industrija željeza i čelika važno je područje primjene toplinskog raspršivanja i druga je najveća industrija u Kini nakon primjene toplinskog raspršivanja u zrakoplovnoj industriji. U 2009. kineska proizvodnja sirovog čelika činila je 47% svjetske proizvodnje sirovog čelika. To je prava čelična zemlja, ali nije čelična elektrana. Neki visokokvalitetni čelik i dalje treba uvoziti u velikim količinama. Jedan od važnijih razloga je taj što se kinesko termičko prskanje manje koristi u industriji čelika. Kao što je tuyere visoke peći, valjak peći za žarenje na visokoj temperaturi, valjak za prijenos vruće valjkaste ploče, potporni valjak, valjak za ravnanje, pocinčani valjak za podizanje, valjak za tonjenje itd. Upotreba premaza toplinskim raspršivanjem na ovim komponentama može uvelike poboljšati radnu učinkovitost i smanjiti troškove, poboljšati kvalitetu proizvoda, a koristi su značajne 19-0.

Na ITSC konferenciji 2011. japanski stručnjak Namba istraživao je patente vezane uz primjenu toplinskog raspršivanja u industriji čelika diljem svijeta. Rezultati istraživanja pokazuju da su od 1990. do 2009. japanski patenti činili 39%, američki patenti 22%, europski patenti 17%, kineski patenti 9%, korejski patenti 6%, ruski patenti 3 %, brazilski patenti čine 3%, a indijski patenti čine 1%. U usporedbi s razvijenim zemljama kao što su Japan, Europa i Sjedinjene Američke Države, primjena toplinskog raspršivanja u industriji čelika u Kini je manja, a razvojni prostor je ogroman.

U detaljnim izvješćima vezanim uz skup također su kao sirovine uključeni prahovi NiCrAlY i YO, prahovi u spreju NiCrAlY-Y0 pripremljeni su metodama aglomeracijskog sinteriranja i miješanja, a premazi su pripremljeni pištoljem za prskanje HVOFDJ2700. Simulirajte sprječavanje nakupljanja valjaka peći u industriji čelika. Rezultati istraživanja pokazuju da praškasti premaz pripremljen metodom aglomeracijskog sinteriranja ima izvrsnu otpornost na nakupljanje manganovog oksida, ali slabu otpornost na nakupljanje željeznog oksida. Premazi pripremljeni od miješanih prahova.

Tehnologija toplinskog raspršivanja naširoko se koristi u nanošenju antikorozivnih premaza i premaza otpornih na habanje na plinovode, naftovode i površinske zasune, od kojih je većina HVOF raspršivanje WC10Co4Cr premaza.

3. Nova energija, nova oprema i plinske turbine

Ćelije s krutim gorivom (SOFC) sada su dizajnirane u smjeru ravnih ploča i tankih ploča, uključujući anode, elektrolite, katode,i zaštitnih slojeva. Trenutačno su dizajn materijala i tehnologija proizvodnje ćelija s krutim gorivom sazreli, a glavni problem je problem pripreme. Tehnologija toplinskog raspršivanja (niskotlačno plazma raspršivanje, vakuumsko plazma raspršivanje) postala je najpopularnija tehnologija. Uspješna primjena toplinskog raspršivanja na SOFC najnovija je primjena tehnologije toplinskog raspršivanja u novoj energiji, a također promiče razvoj srodnih materijala za raspršivanje. Na primjer, plazma raspršeni LaSrMnO (LSM) sprej materijal, njemačka tvrtka HC.Starck već je započela proizvodnju i prodaju ovog materijala i srodnih materijala. Istraživači su također koristili raspršivanje plazme tekuće faze za pripremu materijala elektroda LiFePO za litij-ionske baterije. srodna izvješća o istraživanju.

Razvoj tehnologije toplinskog prskanja neodvojiv je od ažuriranja opreme. Svaka međunarodna konferencija o toplinskom raspršivanju imat će izvješća o povezanoj novoj opremi. Zbog niske temperature i dizajna velike brzine, K2 pištolj za prskanje za GTV HVOF prskanje može prskati metalne premaze kao što su Cu premazi, a sadržaj kisika u premazu je samo 0,04%, što je usporedivo s hladnim prskanjem. Koristeći visokotlačni HVOF sustav raspršivanja, tlak u komori za izgaranje može doseći 1 ~ 3 MPa, a protok plamena je niske temperature i velike brzine, raspršujući prah od nehrđajućeg čelika 316L, učinkovitost taloženja može doseći 90%.

Lopatice industrijskih plinskih turbina počele su koristiti toplinske zaštitne premaze nanesene plazmom, kao što su YSZ, LazZrzO, SmzZrzO, GdzZr20 sustavi premaza, koji se široko koriste u inozemstvu i trenutno su popularno polje istraživanja u Kini.

4. Otpornost na mehaničko trošenje

Tehnologija toplinskog raspršivanja oduvijek je bila važan dio svake međunarodne konferencije o toplinskom raspršivanju u području otpornosti na habanje jer se gotovo sve površine obradaka habaju, a ojačavanje i popravak površine budući su trendovi tehnološkog razvoja, posebice s Tehnologija ima širok raspon primjena u industriji otpornosti na habanje i također promiče razvoj materijala otpornih na habanje toplinskim raspršivanjem. Najčešće korišteni premazi otporni na habanje su: zavarivanje raspršivanjem (plameno raspršivanje + ponovno taljenje) NiCrBSi legure, koje su također najčešće korištene i proučavane u području otpornosti na habanje, kao što je HVOF raspršivanje FeCrNBC premaza, elektrolučno raspršivanje NiCrBSi nakon ponovnog taljenja Istraživanje na mikrostrukturu i otpornost na trošenje itd.; HVOF raspršivanje, hladno raspršivanje premaza na bazi volfram karbida i premaza na bazi krom karbida su najčešće korišteni i istraženi u području otpornosti na trošenje; Puderi u spreju na bazi volfram karbida u kineskoj industriji vrhunske industrije oslanjaju se na uvoz, kao što je raspršivanje padajućeg okvira zrakoplovom, tonućeg valjka, valovitog valjka itd. S razvojem tehnologije hladnog i toplog prskanja za pripremu premaza na bazi volfram karbida, također postoje novi zahtjevi za prah za prskanje na bazi volfram karbida, kao što je zahtjev za veličinom čestica praha -20um+5um.

5. Nanostrukture i novi materijali

Nanostrukturni premazi, prahovi i novi materijali bili su u središtu međunarodnog istraživanja tijekom godina. Nanostrukturirani premaz WC12Co priprema se HVOF raspršivanjem. Veličina čestica raspršenog praha je -10μm+2μm, a veličina WC zrna je 400nm. Njemačka tvrtka DURUM je industrijalizirala proizvodnju. Me lenvk je proučavao WC10Co4Cr prah pripremljen upotrebom volfram karbida s različitim veličinama zrna kao sirovina, kao što su WC veličina zrna>12um (konvencionalna struktura), WC veličina zrna 0,2~0,4um (fina zrnasta struktura), WC veličina zrna ~0,2um (ultra-fina zrnasta struktura); Veličina WC zrna

12um (konvencionalna struktura), WC veličina zrna 0,2~0,4um (fina zrnasta struktura), WC veličina zrna ~0,2um (ultra-fina zrnasta struktura); Veličina WC zrna

6. Biomedicinski i papirni tisak

Tehnologija toplinskog raspršivanja sve se više koristi u medicinskoj industriji, kao što su vakuumska plazma, HVOF raspršeni Ti, hidroksiapatit i hidroksiapatit + Ti premazi koji se koriste u medicinskoj industriji (stomatologija, ortopedija). Eksplozivno raspršivanje TiO2-Ag, kao što je taloženje na Cu zavojnicama klima uređaja, može spriječiti rast bakterija i održati ih čistima.