Obszary zastosowań technologii natryskiwania termicznego

W ostatnich latach technologie natryskiwania termicznego ewoluowały od prymitywnych procesów, które były stosunkowo trudne do kontrolowania, do coraz bardziej precyzyjnych narzędzi, w których proces jest dostosowany do uwzględnienia zarówno właściwości osadzonego materiału, jak i wymaganych powłok.

Technologia natryskiwania termicznego stale się rozwija i obserwuje się nowe zastosowania materiałów i struktur powłokowych natryskiwanych termicznie. Poznajmy główne obszary zastosowań technologii natryskiwania termicznego.

1. Lotnictwo

Technologia natryskiwania termicznego jest szeroko stosowana w lotnictwie, np. natryskiwanie powłok termoizolacyjnych (warstwa wiążąca + ceramiczna warstwa wierzchnia) na łopatkach silników lotniczych. Natryskiwanie plazmowe, naddźwiękowe natryskiwanie płomieniowe warstw wiążących, takich jak NiCoCrAlY i CoNiCrAlY oraz ceramiczna warstwa powierzchniowa, taka jak 8% tlenek Y0-ZrO(YSZ) (zawierający tlenek pierwiastka ziem rzadkich) domieszkowanie Modyfikacja YSZ, taka jak TiO+YSZ, YSZ+ A10 lub tlenki na bazie cyrkonianu lantanu ziem rzadkich, takie jak La(ZoCe)024, badano również jako powłoki bariery termicznej na komorach spalania silników rakietowych5. Wał wirnika głównego śmigłowców do operacji wojskowych na terenach pustynnych jest łatwo erodowany przez piasek. Zastosowanie HVOF i wybuchowego natryskiwania WC12Co może poprawić jego odporność na zużycie. HVOF natryskuje powłokę Al-SiC na podłoże ze stopu magnezu dla lotnictwa, co może poprawić odporność na zużycie.

2. Przemysł stalowy i naftowy

Przemysł żelaza i stali jest ważnym obszarem zastosowań natryskiwania termicznego i jest drugim co do wielkości przemysłem w Chinach po zastosowaniu natryskiwania termicznego w przemyśle lotniczym. W 2009 roku produkcja stali surowej w Chinach stanowiła 47% światowej produkcji stali surowej. To prawdziwy stalowy kraj, ale nie jest to stalowa potęga. Część stali wysokiej jakości nadal musi być importowana w dużych ilościach. Jednym z ważniejszych powodów jest to, że natryskiwanie termiczne w Chinach jest rzadziej stosowane w przemyśle stalowym. Takich jak dysza wielkiego pieca, wałek pieca do wyżarzania w wysokiej temperaturze, wałek przenoszący płytę z gorącym wałkiem, wałek podtrzymujący, wałek prostujący, ocynkowany wałek podnoszący, wałek tonący itp. Zastosowanie powlekania natryskiem termicznym na tych elementach może znacznie poprawić wydajność pracy i obniżyć koszty, poprawić jakość produktów, a korzyści są znaczące 19-0.

Na konferencji ITSC 2011 japoński ekspert Namba zbadał patenty związane ze stosowaniem natryskiwania termicznego w przemyśle stalowym na całym świecie. Wyniki badania pokazują, że w latach 1990-2009 patenty japońskie stanowiły 39%, patenty amerykańskie 22%, patenty europejskie 17%, patenty chińskie 9%, patenty koreańskie 6%, patenty rosyjskie 3%. %, patenty brazylijskie stanowią 3%, a patenty indyjskie 1%. W porównaniu z krajami rozwiniętymi, takimi jak Japonia, Europa i Stany Zjednoczone, zastosowanie natryskiwania termicznego w przemyśle stalowym w Chinach jest mniejsze, a przestrzeń rozwojowa jest ogromna.

W szczegółowych sprawozdaniach ze spotkania uwzględniono również proszki NiCrAlY i YO jako surowce, proszki natryskowe NiCrAlY-Y0 przygotowano metodą spiekania aglomeracyjnego i mieszania, a powłoki wykonano pistoletem natryskowym HVOFDJ2700. Symuluj przeciwdziałanie osadzaniu się walców pieca w przemyśle stalowym. Z przeprowadzonych badań wynika, że ​​powłoka proszkowa przygotowana metodą spiekania aglomeracyjnego charakteryzuje się doskonałą odpornością na nawarstwianie się tlenków antymanganu, ale słabą na nawarstwianie się tlenków żelaza. Powłoki przygotowane z mieszanych proszków.

Technologia natryskiwania termicznego jest szeroko stosowana w powłokach antykorozyjnych i odpornych na zużycie w gazach, rurociągach naftowych i zasuwach, z których większość to powłoka WC10Co4Cr natryskiwana HVOF.

3. Nowa energia, nowe urządzenia i turbiny gazowe

Stałe ogniwa paliwowe (SOFC) są obecnie projektowane w kierunku płaskich i cienkich płyt, w tym anod, elektrolitów, katod,i warstwy ochronne. Obecnie konstrukcja materiałowa i technologia produkcji ogniw na paliwo stałe dojrzała, a głównym problemem jest problem przygotowania. Technologia natryskiwania termicznego (natryskiwanie plazmą niskociśnieniową, natryskiwanie plazmą próżniową) stała się najpopularniejszą technologią. Pomyślne zastosowanie natryskiwania termicznego na SOFC jest najnowszym zastosowaniem technologii natryskiwania termicznego w nowej energii, a także promuje rozwój powiązanych materiałów natryskowych. Na przykład materiał natryskowy LaSrMnO (LSM) natryskiwany plazmowo, niemiecka firma HC.Starck rozpoczęła już produkcję i sprzedaż tego materiału i materiałów pokrewnych. Naukowcy wykorzystali również rozpylanie plazmy w fazie ciekłej do przygotowania materiału elektrodowego LiFePO do akumulatorów litowo-jonowych. powiązane raporty z badań.

Rozwój technologii natryskiwania termicznego jest nierozerwalnie związany z unowocześnianiem sprzętu. Każda międzynarodowa konferencja dotycząca natryskiwania termicznego będzie zawierała raporty na temat nowego sprzętu. Ze względu na swoją niskotemperaturową i szybką konstrukcję, pistolet natryskowy K2 do natryskiwania GTV HVOF może natryskiwać powłoki metalowe, takie jak powłoki Cu, a zawartość tlenu w powłoce wynosi tylko 0,04%, co jest porównywalne z natryskiem na zimno. Stosując wysokociśnieniowy system natryskiwania HVOF, ciśnienie w komorze spalania może osiągnąć 1 ~ 3MPa, a przepływ płomienia ma niską temperaturę i dużą prędkość, rozpylając proszek ze stali nierdzewnej 316L, wydajność osadzania może osiągnąć 90%.

W łopatach przemysłowych turbin gazowych zaczęto stosować natryskiwane plazmowo powłoki termiczne, takie jak systemy powłok YSZ, LazZrzO, SmzZrzO, GdzZr20, które są szeroko stosowane za granicą i są obecnie popularnym polem badawczym w Chinach.

4. Odporność na zużycie mechaniczne

Technologia natryskiwania cieplnego zawsze była ważną częścią każdej międzynarodowej konferencji dotyczącej odporności na ścieranie, ponieważ prawie wszystkie powierzchnie obrabianych przedmiotów ulegają zużyciu, a wzmacnianie i naprawa powierzchni to przyszłe trendy rozwoju technologicznego, zwłaszcza z technologią szeroki zakres zastosowań w przemyśle materiałów odpornych na zużycie, a także promuje rozwój materiałów odpornych na zużycie metodą natryskiwania termicznego. Najszerzej stosowane powłoki odporne na zużycie to: spawanie natryskowe (natryskiwanie płomieniowe + przetapianie) stopy NiCrBSi, które są również najczęściej stosowane i badane w dziedzinie odporności na zużycie, takie jak natrysk HVOF powłoka FeCrNBC, natrysk łukowy NiCrBSi po przetopieniu na temat mikrostruktury i odporności na zużycie itp.; Natryskiwanie HVOF, natryskiwanie na zimno powłok na bazie węglika wolframu i powłok na bazie węglika chromu są najczęściej stosowane i badane w dziedzinie odporności na zużycie; Proszki natryskowe na bazie węglika wolframu wysokiej klasy w Chinach opierają się na imporcie, takim jak samoloty Natryskiwanie opadającej ramy, wałka tonącego, wałka falistego itp. Wraz z rozwojem technologii natryskiwania na zimno i natryskiwania na ciepło w celu przygotowania powłoki na bazie węglika wolframu, istnieją również nowe wymagania dotyczące proszku do natryskiwania na bazie węglika wolframu, na przykład wymóg wielkości cząstek proszku wynosi -20um + 5um.

5. Nanostruktury i nowe materiały

Powłoki nanostrukturalne, proszki i nowe materiały od lat znajdują się w centrum zainteresowania międzynarodowych badań. Nanostrukturalna powłoka WC12Co jest przygotowywana metodą natrysku HVOF. Wielkość cząstek rozpylonego proszku wynosi -10 μm + 2 μm, a wielkość ziarna WC wynosi 400 nm. Niemiecka firma DURUM uprzemysłowiła produkcję. Me lenvk badał proszek WC10Co4Cr przygotowany przy użyciu węglika wolframu o różnych rozmiarach ziarna jako surowców, takich jak wielkość ziarna WC> 12um (struktura konwencjonalna), wielkość ziarna WC 0,2 ~ 0,4um (struktura drobnoziarnista), wielkość ziarna WC ~ 0,2um (bardzo drobnoziarnista struktura); Wielkość ziarna WC

12um (struktura konwencjonalna), wielkość ziarna WC 0,2 ~ 0,4um (struktura drobnoziarnista), wielkość ziarna WC ~ 0,2um (bardzo drobnoziarnista struktura); Wielkość ziarna WC

6. Druk biomedyczny i papierowy

Technologia natryskiwania cieplnego jest coraz szerzej stosowana w branży medycznej, takich jak plazma próżniowa, powłoki Ti natryskiwane HVOF, hydroksyapatyt, oraz hydroksyapatyt + Ti stosowane w branży medycznej (stomatologia, ortopedia). Wybuchowe rozpylanie TiO2-Ag, takie jak osadzanie się na cewkach miedzianych klimatyzatorów, może hamować rozwój bakterii i utrzymywać je w czystości.