Области применения технологии термического напыления

В последние годы технологии термического напыления превратились из грубых процессов, которые относительно трудно контролировать, во все более точные инструменты, в которых процесс адаптируется с учетом свойств как наносимого материала, так и требуемых покрытий.

Технология термического напыления постоянно развивается, и появляются новые области применения материалов и конструкций, наносимых термическим напылением. Давайте изучим основные области применения технологии термического напыления.

1. Авиация

Технология термического напыления широко используется в авиации, например, для напыления термобарьерных покрытий (связующий слой + керамический поверхностный слой) на лопатки авиационных двигателей. Плазменное напыление, сверхзвуковое пламенное напыление, связующие слои, такие как NiCoCrAlY и CoNiCrAlY, и керамический поверхностный слой, такой как 8% оксид Y0-ZrO(YSZ) (содержащий оксид редкоземельных элементов), легирующий модификацию YSZ, такую ​​как TiO+YSZ, YSZ+ A10 или Оксиды редкоземельного элемента на основе цирконата лантана, такие как La(ZoCe)024, также изучались в качестве термобарьерных покрытий для камер сгорания ракетных двигателей5. Вал несущего винта вертолетов для боевых действий в пустынных районах легко размывается песком. Использование HVOF и взрывного напыления WC12Co может повысить его износостойкость. HVOF наносит покрытие Al-SiC на подложку из магниевого сплава для авиации, что может повысить износостойкость.

2. Сталелитейная и нефтяная промышленность

Черная металлургия является важной областью применения термического напыления и второй по величине отраслью в Китае после применения термического напыления в авиационной промышленности. В 2009 году производство сырой стали в Китае составило 47% мирового производства стали. Это настоящая стальная страна, но это не сталелитейная электростанция. Некоторую высококачественную сталь по-прежнему необходимо импортировать в больших количествах. Одна из наиболее важных причин заключается в том, что термическое напыление в Китае меньше используется в сталелитейной промышленности. Такие как фурма доменной печи, ролик печи высокотемпературного отжига, конвейерный ролик плиты горячего ролика, опорный ролик, правильный ролик, оцинкованный подъемный ролик, опускающийся ролик и т. д. Использование термического напыления на этих компонентах может значительно повысить эффективность работы и сократить расходы, улучшить качество продукции, а выгоды значительны 19-0.

На конференции ITSC 2011 года японский эксперт Намба исследовал патенты, связанные с применением термического напыления в сталелитейной промышленности по всему миру. Результаты опроса показывают, что с 1990 по 2009 г. на японские патенты приходилось 39 %, на патенты США — 22 %, на европейские патенты — 17 %, на китайские патенты — 9 %, на корейские патенты — 6 %, на российские патенты — 3 %. %, бразильские патенты составляют 3%, а индийские патенты составляют 1%. По сравнению с развитыми странами, такими как Япония, Европа и США, применение термического напыления в сталелитейной промышленности в Китае меньше, а возможности для развития огромны.

Подробные отчеты, относящиеся к встрече, также включали порошки NiCrAlY и YO в качестве сырья, распыляемые порошки NiCrAlY-Y0 были приготовлены методами агломерации, спекания и смешивания, а покрытия были получены с помощью распылителя HVOFDJ2700. Моделирование защиты от налипания печных валков в сталелитейной промышленности. Результаты исследований показывают, что порошковое покрытие, полученное методом агломерационного спекания, обладает отличной стойкостью к отложению оксида марганца, но плохой стойкостью к отложению оксида железа. Покрытия готовят из смешанных порошков.

Технология термического напыления широко используется для напыления антикоррозионных и износостойких покрытий на поверхности газопроводов, нефтепроводов и задвижек, большинство из которых представляет собой покрытие HVOF с напылением WC10Co4Cr.

3. Новая энергетика, новое оборудование и газовые турбины.

Твердотопливные элементы (ТОТЭ) теперь проектируются в направлении плоских и тонких пластин, включая аноды, электролиты, катоды,и защитные слои. В настоящее время конструкция материалов и технология производства твердотопливных элементов созрели, и основной проблемой является проблема подготовки. Технология термического напыления (плазменное напыление низкого давления, вакуумное плазменное напыление) стала самой популярной технологией. Успешное применение термического напыления на ТОТЭ является последним применением технологии термического напыления в новой энергетике, а также способствует развитию соответствующих материалов для напыления. Например, материал для распыления LaSrMnO (LSM) с плазменным напылением, немецкая компания HC.Starck уже начала производство и продажу этого материала и сопутствующих материалов. Исследователи также использовали жидкофазное плазменное напыление для подготовки электродного материала LiFePO для литий-ионных аккумуляторов. соответствующие исследовательские отчеты.

Развитие технологии газотермического напыления неотделимо от обновления оборудования. На каждой международной конференции по термическому напылению будут представлены отчеты о соответствующем новом оборудовании. Из-за своей низкотемпературной и высокоскоростной конструкции пистолет-распылитель K2 для напыления GTV HVOF может распылять металлические покрытия, такие как медные покрытия, а содержание кислорода в покрытии составляет всего 0,04%, что сравнимо с холодным напылением. Используя систему распыления HVOF высокого давления, давление в камере сгорания может достигать 1–3 МПа, а поток пламени имеет низкую температуру и высокую скорость, распыляя порошок из нержавеющей стали 316L, эффективность осаждения может достигать 90%.

На лопатки промышленных газовых турбин начали наносить термобарьерные покрытия с плазменным напылением, такие как системы покрытий YSZ, LazZrzO, SmzZrzO, GdzZr20, которые широко используются за рубежом и в настоящее время являются популярной областью исследований в Китае.

4. Механическая износостойкость

Технология термического напыления всегда была важной частью каждой международной конференции по термическому напылению в области износостойкости, потому что почти все поверхности деталей подвержены износу, а укрепление поверхности и ремонт являются будущими тенденциями технологического развития, особенно с учетом широкий спектр применения в износостойкой промышленности, а также способствует разработке износостойких материалов с термическим напылением. Наиболее широко используемыми износостойкими покрытиями являются: сварка распылением (пламенное напыление + переплав) сплавов NiCrBSi, которые также являются наиболее широко используемыми и изученными в области износостойкости, например, напыление HVOF с покрытием FeCrNBC, дуговое напыление NiCrBSi после переплава Исследования на микроструктуру и износостойкость и др.; Напыление HVOF, холодное напыление покрытий на основе карбида вольфрама и покрытий на основе карбида хрома являются наиболее широко используемыми и исследуемыми в области износостойкости; Распылительные порошки на основе карбида вольфрама в высокотехнологичной промышленности Китая зависят от импорта, например, для самолетов. Существуют также новые требования к распыляемому порошку на основе карбида вольфрама, например, требование к размеру частиц порошка составляет -20 мкм + 5 мкм.

5. Наноструктуры и новые материалы

Наноструктурные покрытия, порошки и новые материалы на протяжении многих лет находятся в центре внимания международных исследований. Наноструктурированное покрытие WC12Co получают напылением HVOF. Размер частиц распыляемого порошка составляет -10 мкм + 2 мкм, а размер зерна WC составляет 400 нм. Немецкая компания DURUM наладила производство. Me lenvk исследовал порошок WC10Co4Cr, приготовленный с использованием в качестве сырья карбида вольфрама с разным размером зерна, например, размер зерна WC>12 мкм (обычная структура), размер зерна WC 0,2~0,4 мкм (мелкозернистая структура), размер зерна WC ~0,2 мкм. (сверхмелкозернистая структура); Размер зерна WC

12 мкм (обычная структура), размер зерна WC 0,2~0,4 мкм (мелкозернистая структура), размер зерна WC ~0,2 мкм. (сверхмелкозернистая структура); Размер зерна WC

6. Биомедицинская и бумажная печать

Технология термического напыления все шире используется в медицинской промышленности, например, вакуумная плазма, напыление HVOF Ti, гидроксиапатит и покрытия гидроксиапатит + Ti, используемые в медицинской промышленности (стоматология, ортопедия). Взрывное распыление TiO2-Ag, например, осаждение на медных змеевиках кондиционеров, может подавлять рост бактерий и поддерживать их чистоту.