Lĩnh vực ứng dụng của công nghệ phun nhiệt

Trong những năm gần đây, công nghệ phun nhiệt đã phát triển từ các quy trình thô tương đối khó kiểm soát, thành các công cụ ngày càng chính xác, trong đó quy trình được điều chỉnh để tính đến các đặc tính của cả vật liệu lắng đọng và lớp phủ cần thiết.

Công nghệ phun nhiệt liên tục phát triển và các ứng dụng mới được nhìn thấy cho các vật liệu và kết cấu lớp phủ phun nhiệt. Hãy cùng tìm hiểu những lĩnh vực ứng dụng chính của công nghệ phun nhiệt.

1. Hàng không

Công nghệ phun phủ nhiệt được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không như phun sơn cản nhiệt (lớp liên kết + lớp gốm bề mặt) trên cánh động cơ máy bay. Các lớp liên kết phun plasma, phun ngọn lửa siêu âm, chẳng hạn như NiCoCrAlY và CoNiCrAlY, và lớp bề mặt gốm, chẳng hạn như 8% Y0-ZrO(YSZ) oxit (chứa oxit đất hiếm) biến đổi YSZ pha tạp, chẳng hạn như TiO+YSZ, YSZ+ A10 hoặc các oxit dựa trên lanthanum zirconate đất hiếm như La(ZoCe)024 cũng đã được nghiên cứu làm lớp phủ cản nhiệt trên buồng đốt động cơ tên lửa5. Trục cánh quạt chính của máy bay trực thăng phục vụ cho hoạt động quân sự ở vùng sa mạc rất dễ bị cát ăn mòn. Việc sử dụng HVOF và phun thuốc nổ WC12Co có thể cải thiện khả năng chống mài mòn của nó. HVOF phun lớp phủ Al-SiC trên đế hợp kim magiê dùng trong ngành hàng không, có thể cải thiện khả năng chống mài mòn.

2. Ngành thép và dầu mỏ

Ngành công nghiệp sắt thép là một lĩnh vực quan trọng của ứng dụng phun nhiệt, và đây là ngành lớn thứ hai ở Trung Quốc sau ứng dụng phun nhiệt trong ngành hàng không. Năm 2009, sản lượng thép thô của Trung Quốc chiếm 47% sản lượng thép thô của thế giới. Nó là một quốc gia thép thực sự, nhưng nó không phải là một cường quốc thép. Một số loại thép chất lượng cao vẫn phải nhập khẩu với số lượng lớn. Một trong những lý do quan trọng hơn là phun nhiệt của Trung Quốc ít được sử dụng trong ngành thép. Chẳng hạn như tuyere lò cao, con lăn lò ủ nhiệt độ cao, con lăn truyền tải tấm con lăn nóng, con lăn hỗ trợ, con lăn thẳng, con lăn nâng mạ kẽm, con lăn chìm, v.v. Việc sử dụng lớp phủ phun nhiệt trên các bộ phận này có thể cải thiện đáng kể hiệu quả công việc và giảm chi phí, Nâng cao chất lượng sản phẩm, và lợi ích đáng kể 19-0.

Tại hội nghị ITSC 2011, chuyên gia Nhật Bản Namba đã tìm hiểu các bằng sáng chế liên quan đến ứng dụng phun phủ nhiệt trong ngành thép trên toàn thế giới. Kết quả khảo sát cho thấy từ năm 1990 đến 2009, bằng sáng chế của Nhật Bản chiếm 39%, bằng sáng chế của Hoa Kỳ chiếm 22%, bằng sáng chế của Châu Âu chiếm 17%, bằng sáng chế của Trung Quốc chiếm 9%, bằng sáng chế của Hàn Quốc chiếm 6%, bằng sáng chế của Nga chiếm 3 %, bằng sáng chế của Brazil chiếm 3% và bằng sáng chế của Ấn Độ chiếm 1%. So với các nước phát triển như Nhật Bản, Châu Âu và Hoa Kỳ, ứng dụng phun nhiệt trong ngành thép ở Trung Quốc ít hơn và không gian phát triển rất lớn.

Các báo cáo chi tiết liên quan đến cuộc họp cũng bao gồm bột NiCrAlY và YO làm nguyên liệu thô, bột phun NiCrAlY-Y0 được điều chế bằng phương pháp trộn và thiêu kết kết tụ, và lớp phủ được chuẩn bị bằng súng phun HVOFDJ2700. Mô phỏng chống tích cuộn lò trong ngành thép. Kết quả nghiên cứu cho thấy lớp phủ bột được chế tạo bằng phương pháp thiêu kết kết tụ có khả năng chống tích tụ oxit mangan tuyệt vời, nhưng khả năng chống tích tụ oxit sắt kém. Lớp phủ được chuẩn bị từ bột hỗn hợp.

Công nghệ phun nhiệt được sử dụng rộng rãi trong các lớp phủ chống ăn mòn và chống mài mòn trên bề mặt van, đường ống dẫn dầu và khí đốt, hầu hết trong số đó là lớp phủ WC10Co4Cr phun HVOF.

3. Năng lượng mới, thiết bị mới và tua-bin khí

Pin nhiên liệu rắn (SOFC) hiện nay được thiết kế theo hướng tấm phẳng và tấm mỏng, bao gồm cực dương, chất điện phân, cực âm,và các lớp bảo vệ. Hiện tại, thiết kế vật liệu và công nghệ sản xuất pin nhiên liệu rắn đã trưởng thành, và vấn đề chính là vấn đề chuẩn bị. Công nghệ phun nhiệt (phun plasma áp suất thấp, phun plasma chân không) đã trở thành công nghệ phổ biến nhất. Ứng dụng thành công phun nhiệt trên SOFC là ứng dụng mới nhất của công nghệ phun nhiệt trong năng lượng mới, đồng thời thúc đẩy sự phát triển của các vật liệu phun liên quan. Ví dụ, vật liệu phun LaSrMnO (LSM) phun plasma, công ty HC.Starck của Đức đã bắt đầu sản xuất và kinh doanh vật liệu này và các vật liệu liên quan. Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng phương pháp phun plasma pha lỏng để chuẩn bị vật liệu điện cực LiFePO cho pin lithium-ion. báo cáo nghiên cứu liên quan.

Sự phát triển của công nghệ phun nhiệt không thể tách rời khỏi việc cập nhật thiết bị. Mỗi hội nghị phun nhiệt quốc tế sẽ có báo cáo về thiết bị mới liên quan. Do nhiệt độ thấp và thiết kế tốc độ cao, súng phun K2 để phun GTV HVOF có thể phun các lớp phủ kim loại như lớp phủ Cu và hàm lượng oxy của lớp phủ chỉ là 0,04%, tương đương với phun lạnh. Sử dụng hệ thống phun HVOF áp suất cao, áp suất buồng đốt có thể đạt 1 ~ 3MPa, dòng lửa có nhiệt độ thấp và tốc độ cao, phun bột thép không gỉ 316L, hiệu suất lắng có thể đạt 90%.

Các cánh tuabin khí công nghiệp đã bắt đầu sử dụng các lớp phủ rào cản nhiệt phun plasma, chẳng hạn như hệ thống sơn YSZ, LazZrzO, SmzZrzO, GdzZr20, được sử dụng rộng rãi ở nước ngoài và hiện đang là lĩnh vực nghiên cứu phổ biến ở Trung Quốc.

4. Chống mài mòn cơ học

Công nghệ phun nhiệt luôn là một phần quan trọng trong mọi hội nghị phun nhiệt quốc tế trong lĩnh vực chống mài mòn vì hầu hết tất cả các bề mặt phôi đều có hao mòn, và việc gia cố và sửa chữa bề mặt là xu hướng phát triển công nghệ trong tương lai, đặc biệt là với Công nghệ có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp chống mài mòn và cũng thúc đẩy sự phát triển của vật liệu chống mài mòn phun nhiệt. Các lớp phủ chống mài mòn được sử dụng rộng rãi nhất là: hàn phun (phun ngọn lửa + nấu chảy lại) Hợp kim NiCrBSi, cũng được sử dụng và nghiên cứu rộng rãi nhất trong lĩnh vực chống mài mòn, chẳng hạn như lớp phủ FeCrNBC phun HVOF, phun hồ quang NiCrBSi sau khi nấu chảy Nghiên cứu về cấu trúc vi mô và khả năng chống mài mòn, v.v.; Phun HVOF, lớp phủ dựa trên cacbua vonfram phun lạnh và lớp phủ dựa trên cacbua crom được sử dụng và nghiên cứu rộng rãi nhất trong lĩnh vực chống mài mòn; Bột phun cacbua vonfram công nghiệp cao cấp của Trung Quốc phụ thuộc vào nhập khẩu, chẳng hạn như Máy bay Phun khung rơi, con lăn chìm, con lăn gấp nếp, v.v. Với sự phát triển của công nghệ phun lạnh và phun ấm để chuẩn bị sơn phủ cacbua vonfram, cũng có những yêu cầu mới đối với bột phun gốc cacbua vonfram, chẳng hạn như yêu cầu về kích thước hạt bột là -20um+5um.

5. Cấu trúc nano và vật liệu mới

Lớp phủ cấu trúc nano, bột và vật liệu mới là trọng tâm của nghiên cứu quốc tế trong những năm qua. Lớp phủ WC12Co cấu trúc nano được chuẩn bị bằng phương pháp phun HVOF. Kích thước hạt của bột được phun là -10μm+2μm và kích thước hạt WC là 400nm. Công ty DURUM của Đức đã công nghiệp hóa sản xuất. Me lenvk đã nghiên cứu bột WC10Co4Cr được điều chế bằng cách sử dụng cacbua vonfram với các kích thước hạt khác nhau làm nguyên liệu, chẳng hạn như kích thước hạt WC>12um (cấu trúc thông thường), kích thước hạt WC 0,2 ~ 0,4um (cấu trúc hạt mịn), kích thước hạt WC ~0,2um (cấu trúc hạt siêu mịn); Kích thước hạt WC

12um (cấu trúc thông thường), kích thước hạt WC 0,2 ~ 0,4um (cấu trúc hạt mịn), kích thước hạt WC ~0,2um (cấu trúc hạt siêu mịn); Kích thước hạt WC

6. Y sinh và in giấy

Công nghệ phun nhiệt ngày càng được sử dụng rộng rãi trong ngành y tế, chẳng hạn như plasma chân không, HVOF phun Ti, hydroxyapatite và lớp phủ hydroxyapatite + Ti được sử dụng trong ngành y tế (nha khoa, chỉnh hình). Phun TiO2-Ag gây nổ, chẳng hạn như lắng đọng trên cuộn dây Cu của máy điều hòa không khí, có thể ức chế sự phát triển của vi khuẩn và giữ cho chúng sạch sẽ.