Användningsområden för termisk sprayteknik

Under de senaste åren har termisk sprayteknologi utvecklats från råa processer som var relativt svåra att kontrollera, till allt mer precisa verktyg där processen skräddarsys för att ta hänsyn till egenskaperna hos både det avsatta materialet och de erforderliga beläggningarna.

Termisk sprayteknik utvecklas kontinuerligt och nya applikationer ses för termiskt sprayade beläggningsmaterial och strukturer. Låt oss lära oss de viktigaste användningsområdena för termisk sprayteknik.

1. Flyg

Termisk sprutteknik används i stor utsträckning inom flygfältet, såsom sprutning av termiska barriärbeläggningar (bindande skikt + keramiskt ytskikt) på flygplansmotorblad. Plasmasprutning, överljudsflamsprutande bindningsskikt, såsom NiCoCrAlY och CoNiCrAlY, och keramiska ytskikt, såsom 8% Y0-ZrO(YSZ)-oxid (innehållande sällsynt jordartsmetalloxid) dopning YSZ-modifiering, såsom TiO+YSZ, YSZ+ A10 eller sällsynta jordartsmetaller lantanzirkonatbaserade oxider som La(ZoCe)024 har också studerats som termiska barriärbeläggningar på raketmotorers förbränningskammare5. Huvudrotoraxeln på helikoptrar för militära operationer i ökenområden eroderas lätt av sand. Användningen av HVOF och explosiv sprutning av WC12Co kan förbättra dess slitstyrka. HVOF sprejar Al-SiC-beläggning på magnesiumlegeringssubstratet för flyg, vilket kan förbättra slitstyrkan.

2. Stål- och oljeindustrin

Järn- och stålindustrin är ett viktigt område för applicering av termisk spray, och det är den näst största industrin i Kina efter termisk sprayapplicering inom flygindustrin. 2009 stod Kinas råstålsproduktion för 47 % av världens råstålsproduktion. Det är ett veritabelt stålland, men det är inget stålkraftverk. En del högkvalitativt stål behöver fortfarande importeras i stora mängder. En av de viktigare anledningarna är att Kinas termiska sprutning används mindre i stålindustrin. Såsom masugnsdyna, högtemperaturglödgningsugnsvals, varmvalsplatttransportrulle, stödrulle, riktningsvals, galvaniserad lyftrulle, sänkvals etc. Användningen av termisk spraybeläggning på dessa komponenter kan avsevärt förbättra arbetseffektiviteten och minska kostnaderna, förbättra kvaliteten på produkterna och fördelarna är betydande 19-0.

Vid ITSC-konferensen 2011 undersökte den japanska experten Namba patenten relaterade till tillämpningen av termisk sprutning i stålindustrin över hela världen. Undersökningsresultaten visar att från 1990 till 2009 stod japanska patent för 39 %, amerikanska patent stod för 22 %, europeiska patent stod för 17 %, kinesiska patent stod för 9 %, koreanska patent stod för 6 %, ryska patent för 3 %, brasilianska patent står för 3 % och indiska patent står för 1 %. Jämfört med utvecklade länder som Japan, Europa och USA är tillämpningen av termisk sprutning i stålindustrin i Kina mindre och utvecklingsutrymmet är enormt.

De detaljerade rapporterna relaterade till mötet inkluderade även NiCrAlY- och YO-pulver som råmaterial, NiCrAlY-Y0-spraypulver framställdes genom agglomerationssintring och blandningsmetoder, och beläggningar framställdes med HVOFDJ2700-sprutpistol. Simulera anti-uppbyggnaden av ugnsvalsar i stålindustrin. Forskningsresultaten visar att pulverbeläggningen som framställts med agglomerationssintringsmetoden har utmärkt motståndskraft mot uppbyggnad av manganoxid, men dålig motståndskraft mot uppbyggnad av järnoxid. Beläggningar framställda av blandade pulver.

Termisk sprutningsteknik används i stor utsträckning i gas-, oljelednings- och grindventilsytor som sprutar korrosionsbeständiga och slitstarka beläggningar, varav de flesta är HVOF-sprutande WC10Co4Cr-beläggning.

3. Ny energi, ny utrustning och gasturbiner

Fastbränsleceller (SOFC) är nu utformade i riktning mot plana plattor och tunna plattor, inklusive anoder, elektrolyter, katoder,och skyddande lager. För närvarande har materialdesignen och produktionstekniken för fasta bränsleceller mognat, och huvudproblemet är förberedelseproblemet. Termisk sprutteknik (lågtrycksplasmasprutning, vakuumplasmasprutning) har blivit den mest populära tekniken. Den framgångsrika tillämpningen av termisk sprayning på SOFC är den senaste tillämpningen av termisk sprayteknik inom ny energi, och främjar också utvecklingen av relaterade spraymaterial. Till exempel, det plasmasprutade LaSrMnO (LSM) spraymaterialet, det tyska HC.Starck-företaget har redan startat produktion och försäljning av detta material och relaterade material. Forskarna använde också flytande plasmasprutning för att förbereda elektrodmaterialet LiFePO för litiumjonbatterier. relaterade forskningsrapporter.

Utvecklingen av termisk sprutteknik är oskiljaktig från uppdateringen av utrustningen. Varje internationell termisk sprutkonferens kommer att ha rapporter om relaterad ny utrustning. På grund av sin låga temperatur och höghastighetsdesign kan K2-sprutpistolen för GTV HVOF-sprutning spraya metallbeläggningar som Cu-beläggningar, och syrehalten i beläggningen är endast 0,04 %, vilket är jämförbart med kallsprutning. Med hjälp av ett högtrycks HVOF-sprutsystem kan förbränningskammartrycket nå 1~3MPa, och flamflödet är låg temperatur och hög hastighet, sprutar 316L rostfritt stålpulver, deponeringseffektiviteten kan nå 90%.

Industriella gasturbinblad har börjat använda plasmasprutade termiska barriärbeläggningar, såsom YSZ, LazZrzO, SmzZrzO, GdzZr20 beläggningssystem, som används flitigt utomlands och för närvarande är ett populärt forskningsfält i Kina.

4. Mekanisk slitstyrka

Termisk sprutteknik har alltid varit en viktig del av varje internationell termisk sprutkonferens inom området slitstyrka eftersom nästan alla arbetsstyckesytor har slitage och ytförstärkning och reparation är de framtida trenderna inom teknisk utveckling, speciellt med Tekniken har en brett utbud av applikationer inom den slitstarka industrin och främjar även utvecklingen av slitstarka material med termisk spray. De mest använda slitstarka beläggningarna är: sprutsvetsning (flamsprutning + omsmältning) NiCrBSi-legeringar, som också är de mest använda och studerade inom det slitstarka området, såsom HVOF-sprutning av FeCrNBC-beläggning, ljusbågssprutning av NiCrBSi efter omsmältning. på mikrostruktur och slitstyrka, etc.; HVOF-sprutning, kallsprutande volframkarbid-baserade beläggningar och kromkarbid-baserade beläggningar är de mest använda och undersökta inom området slitstyrka; Kinas avancerade volframkarbidbaserade spraypulver förlitar sig på import, såsom flygplan Sprayning av den fallande ramen, sjunkande vals, korrugeringsvals, etc. Med utvecklingen av kall sprayning och varm sprayteknik för att förbereda volframkarbidbaserad beläggning, det finns också nya krav för volframkarbidbaserat sprutpulver, såsom kravet på pulverpartikelstorlek är -20um+5um.

5. Nanostrukturer och nya material

Nanostrukturerade beläggningar, pulver och nya material har varit i fokus för internationell forskning genom åren. Nanostrukturerad WC12Co-beläggning framställs genom HVOF-sprutning. Partikelstorleken på det sprutade pulvret är -10μm+2μm, och WC-kornstorleken är 400nm. Det tyska DURUM-företaget har industrialiserat produktionen. Me lenvk studerade WC10Co4Cr-pulvret framställt genom att använda volframkarbid med olika kornstorlekar som råmaterial, såsom WC-kornstorlek>12um (konventionell struktur), WC-kornstorlek 0,2~0,4um (finkornstruktur), WC-kornstorlek ~0,2um (ultrafin kornstruktur); WC-kornstorlek

12um (konventionell struktur), WC-kornstorlek 0,2~0,4um (finkornstruktur), WC-kornstorlek ~0,2um (ultrafin kornstruktur); WC-kornstorlek

6. Biomedicinsk och pappersutskrift

Termisk sprayteknik används mer och mer i den medicinska industrin, såsom vakuumplasma, HVOF-sprutad Ti, hydroxiapatit och hydroxiapatit + Ti-beläggningar som används inom den medicinska industrin (dental, ortopedi). Explosiv sprutning av TiO2-Ag, såsom avsättning på Cu-spolar i luftkonditioneringsapparater, kan hämma bakterietillväxt och hålla dem rena.