Pulverizare gaz-dinamica pe suprafete mari. Echipament pentru pulverizarea gaz-dinamică la rece a metalelor

Procesul de pulverizare gaz-dinamică este fixarea particulelor de metal pe metal, sticlă, ceramică sau produse din betonîn momentul ciocnirii amestecului gaz-pulbere cu suprafaţa exterioară-substrat. Acest lucru se întâmplă din cauza accelerării preliminare a acestor particule în duza pentru accelerarea supersonică a particulelor, în timp ce temperatura particulelor de metal accelerate nu depășește punctul lor de topire. Stratul metalic aplicat produsului prin metoda de pulverizare gaz-dinamică la rece se caracterizează prin aderență de înaltă calitate la suprafața bazei și este rezistent la deteriorări mecanice.

Istoria descoperirii fenomenului și fapte descoperite experimental

Faptul că, pentru a forma o acoperire metalică pe o suprafață a substratului, nu este nevoie de a aduce particulele de metal într-o stare de topire sau aproape de aceasta, așa cum se întâmplă de obicei atunci când se folosesc tehnici standard de pulverizare, a fost descoperit la sfârșitul secolului al XX-lea. de oamenii de știință ruși. Rezultatele unui număr de experimente efectuate de cercetătorii RAS au arătat că depunerea la suprafață poate fi obținută și prin încălzirea particulelor solide de metal la o temperatură mult mai mică decât punctul lor de topire.

În plus, în timpul experimentelor au fost înregistrate următoarele fapte importante:

Principalul parametru în tehnologia de pulverizare gaz-dinamică la rece, de care depinde calitatea aderenței, este viteza de accelerare a amestecului gaz-pulbere. Acest parametru afectează gradul de aderență al pulverizării la suprafața pe care este aplicat, precum și caracteristicile stratului pulverizat, cum ar fi porozitatea și rezistența mecanică. La viteze ale particulelor solide peste 500-600 m/s, procesele de eroziune sunt transformate într-un strat de pulverizare durabil;
a fost descoperită empiric o limită critică a consumului de particule, la care nu se formează un strat metalic pentru nicio durată de expunere la fluxul de gaz-pulbere de pe substrat;
dacă consumul de pulbere depășește o valoare critică, atunci apare o aderență puternică și fiabilă a particulelor pe suprafața pulverizată și se formează un strat dens pulverizat;
Din întregul volum de particule solide accelerate de un flux supersonic, doar o cantitate mică formează un strat de pulverizare de suprafață. Cea mai mare parte a particulelor este pulverizată și nu pot adera la suprafața tratată. În consecință, numărul de particule metalice aplicate și fixate pe produs depinde direct de volumul de material pulbere consumat;
Suprafața substratului în timpul formării stratului de pulverizare se încălzește ușor Temperatura suprafeței care curge în jurul fluxului de gaz și substratul, care este în proces de pulverizare gazoasă, diferă unul de celălalt cu aproximativ 45 de grade.

Tipuri de pulverizare dinamică cu gaz rece și avantajele acestora

Pulverizarea dinamică cu gaz rece are 2 tipuri:

Pulverizare de înaltă presiune folosind heliu, azot sau un amestec de gaze. Consumul de material pulbere este de 4,5-13,5 kg/h.
Pulverizare dinamică cu gaz rece de joasă presiune, realizată cu aer comprimat. Volumul de pulbere consumată variază între 0,3-3 kg/h.

Ambele tipuri de pulverizare au avantajele și dezavantajele lor:

atunci când este folosit în proces tehnologic stratul de înaltă presiune este de o calitate superioară, în ciuda faptului că dimensiunea particulelor solide de pulbere metalică poate varia de la 5 la 50 de microni și nu între 5-30 de microni, ca în tehnologia cu aer comprimat;
în procesul de pulverizare la presiune joasă, se utilizează echipamente mai mici, al căror cost este semnificativ mai mic decât cel utilizat pentru pulverizarea la presiune joasă presiune mare.

Proces tehnologic de pulverizare la presiune înaltă și joasă

În procesul de pulverizare la rece de înaltă presiune, gazul este încălzit și combinat cu particule solide de material pulbere. Acest amestec de gaz-pulbere intră într-o duză supersonică, accelerează acolo până la viteza supersonică și, sub o presiune de 7-40 bar, este direcționat către suprafața produsului pe care este necesar să se formeze o acoperire metalică.

Pulverizarea la rece, care utilizează aer comprimat, diferă tehnologic de metoda de pulverizare la presiune înaltă prin faptul că procesele principale au loc imediat în duză pentru a accelera particulele la viteză supersonică: gazul este încălzit direct în el, iar pulberea intră în duză perpendicular pe fluxul de gaz. În plus, atunci când se utilizează metoda de pulverizare la presiune joasă, se folosesc pulberi care conțin particule ceramice în plus față de particulele de metal. Astfel de aditivi îmbunătățesc starea suprafeței produsului pulverizat și îmbunătățesc calitatea aderenței materialelor. În plus, pe măsură ce amestecul curge prin echipament, particulele de ceramică curăță suplimentar pereții și ieșirea duzei.

Zona de aplicare a pulverizării dinamice cu gaz rece

Acoperirea gaz-dinamică la rece este utilizată pentru a rezolva următoarele probleme:

restaurarea pieselor metalice care au fost supuse așchiilor, fisurilor, abraziunii și altor daune mecanice;
acoperirea prin pulverizare a produselor metalice pentru a le crește proprietățile anticorozive și de conductivitate termică;
protecția suprafețelor de contact ale capselor de cablu metalice.

Achizitionare si vanzare de echipamente de afaceri

Acasă
Articole informative
Tehnologii
„Industria de apărare” a împărtășit o metodă de restaurare a produselor metalice

Apropo, inginerii Obninsk au dezvoltat deja mai multe modificări ale instalațiilor DIMET. Având în vedere cererea mare pentru acest echipament, atât dispozitivele de pulverizare dinamică cu gaz rece, manuale, cât și automate, sunt acum produse în serie, ceea ce le permite să fie utilizate în industrie, industria petrolului și gazelor, precum și în întreprinderile mici pentru prelucrarea pieselor mici. Mai mult, nu este nimic deosebit de complicat în tehnologia în sine. Pentru exploatarea complexului (pe lângă materialul pentru pulverizare), este necesar doar aer comprimat (furnizat la o presiune de 0,6-1,0 MPa și un debit de 0,3-0,4 m3/min.) și o sursă de alimentare de 220 V.

Acum să vorbim despre avantajele și dezavantajele metodei. Echipament de pulverizare a metalelor din China? În primul rând, spre deosebire de metoda gaz-termică, CGN poate fi utilizat eficient la presiune normală, în orice interval de temperatură și nivel de umiditate.

În al doilea rând, este absolut sigur pentru mediu. În al treilea rând, datorită vitezei sale mari, poate fi folosit și pentru curățarea abrazivă a suprafețelor. Ei bine, singurul dezavantaj al tehnologiei este posibilitatea de a aplica acoperiri numai din metale relativ ductile, precum cuprul, aluminiul, zincul, nichelul etc.

Domeniul de aplicare al CGN

Aș dori să mă opresc mai în detaliu asupra domeniilor de utilizare a tehnologiei de pulverizare dinamică a gazului rece cu materiale pulbere pentru a arăta în mod clar cât de solicitată este astăzi.

Eliminarea defectelor, refacerea suprafetelor si etansarea

Toate acestea sunt o muncă pe care o pot face chiar și întreprinderile mici. De exemplu, în atelierele mici puteți repara piese din aliaje ușoare (piese ale unei structuri de automobile, de exemplu), în primul rând aluminiu și aluminiu-magneziu. Mai mult, defectele care apar atât în timpul procesului de producție, cât și în timpul funcționării sunt ușor eliminate.

Iar absența încălzirii puternice și a energiei scăzute a metodei fac posibilă repararea chiar și a produselor cu pereți subțiri.

CGN este, de asemenea, excelent pentru restaurarea suprafețelor uzate. De exemplu, un astfel de proces care necesită forță de muncă, cum ar fi „construirea” metalului în scaune rulmenți, pot fi acum realizate chiar și de întreprinderile mici, ca să nu mai vorbim de restabilirea etanșării (atunci când folosirea etanșanților lichizi este imposibilă) în conducte, schimbătoare de căldură sau recipiente pentru gaze și lichide de lucru.

Restaurare de înaltă precizie a părților diferitelor mecanisme, conducție curentă

CGN foarte eficient în repararea produselor complexe care necesită refacerea precisă a parametrilor geometrici, eliminarea defectelor ascunse, dar în același timp păstrând toate caracteristici de performanta, precum și prezentarea. De aceea, această metodă este utilizată în mod activ în complexul militar-industrial, în industria feroviară și aviatică, agricultură, pomparea benzinei etc.

Nu te poți descurca fără această tehnologie în crearea tampoanelor de contact. Preturi pentru echipamente de stropire a metalelor? Datorită posibilității de acoperire ușoară pe orice suprafață din metal, ceramică și sticlă, CGN este utilizat și în producția de produse electrice. De exemplu, în procesele de placare cu cupru, crearea de rețele care transportă curentul de putere, aplicarea cablurilor de curent, realizarea de substraturi pentru lipire etc.

Tratament anti-coroziune și eliminarea defectelor profunde

Pulverizarea unei așa-numite acoperiri anti-fricțiune este o modalitate foarte eficientă de a scăpa de daune locale (așchii adânci, bavuri, zgârieturi). Acest lucru vă permite să evitați procedura de reumplere completă sau chiar de înlocuire a produsului, care, desigur, nu este profitabilă din punct de vedere economic.

Și în tratamentul anticoroziv și protecția împotriva coroziunii la temperatură înaltă a diferitelor comunicații, această metodă nu are deloc egal. Apropo, diverse modificări ale echipamentelor DYMET® oferi prelucrare de înaltă calitate suprafata interioarațevi cu un diametru de 100 mm și o lungime de până la 12 m.

Informații suplimentare:

Straturile termorezistente se aplica prin metoda gaz-dinamica, care ofera protectie pana la 1000-1100 grade Celsius. Conductivitatea electrică este în medie 80-90% din conductibilitatea electrică a materialului în vrac. Rezistența la coroziune depinde de caracteristicile mediului agresiv.

Funcționarea echipamentelor DYMET, dezvoltate și produse în serie de Centrul de Pulverizare a Pulberii Obninsk (OTsPN LLC), se bazează pe efectul de fixare a particulelor de metal, dacă acestea se deplasează cu viteză supersonică, pe suprafață la impactul cu aceasta, gaz-dinamic. pulverizarea metalelor DYMET. Tehnologia vă permite să aplicați acoperiri metalice nu numai pe metale, ci și pe sticlă, ceramică, piatră, beton. Până în prezent, tehnologia DYMET face posibilă aplicarea straturilor de aluminiu, zinc, cupru, cositor, plumb, Babbitt, nichel și aplicarea acestora nu numai pe metale, ci și pe sticlă, ceramică, piatră și beton.

Specialistii Plakart produc acoperiri folosind metoda gaz-dinamica pt echipamente industriale(de exemplu, în fotografie există un strat anticoroziv al unui schimbător de căldură fără demontare). În plus, furnizăm la cheie instalații de pulverizare dinamică cu gaz rece (instalare, service, instruire).

În funcție de compoziția materialului consumabil (pulbere) și de modificările modurilor de aplicare ale acestuia, puteți obține o acoperire omogenă sau compozită cu o structură solidă sau poroasă și propriul scop funcțional. Aceasta poate fi: refacerea geometriei produsului, întărirea și protejarea metalului împotriva coroziunii, creșterea conductivității termice și electrice a materialului, precum și formarea unui înveliș rezistent la uzură care poate rezista la expunerea la medii active chimic, sarcini termice mari etc.

În descrierea invenției lui Browning, aceste probleme sunt discutate, dar nu sunt rezolvate. O cale de ieșire din această situație este metoda de pulverizare, în care pulberea nu este încălzită până la o stare topită. Ideea posibilității de „sudare la rece” a particulelor mici de metal în timpul coliziunii de mare viteză cu o suprafață solidă a fost exprimată în invenția lui Shestakov încă din 1967. Propunerea pentru sudare la rece particulele într-un mod dinamic nu au fost dezvoltate la un moment dat.

Echipament pentru pulverizarea gaz-dinamică la rece a metalelor? Deoarece Pentru a implementa modul de pulverizare la rece, au fost necesare noi propuneri pentru proiectarea ansamblului duzei.

De fapt, este o versiune mai avansată a metodei gaz-termice dovedite de mult timp pentru restaurarea diferitelor părți și suprafețe metalice. Cold Spray sau pur și simplu CGN extinde semnificativ capacitățile metodei „fierbinte” de procesare a produselor.

În prezent, acesta este, fără îndoială, cel mai mult tehnologie avansată restaurarea și protecția materialelor, care s-a răspândit atât în sectorul industrial, cât și în sfera civilă.

Principiul de acțiune, avantajele și dezavantajele CGN

Are două diferențe principale față de metoda de restaurare gaz-termică. În primul rând, pulverizarea unui strat de protecție sau de restaurare are loc la o temperatură scăzută care nu depășește 150 °C, care la rândul său nu provoacă stres în piesele care sunt prelucrate și deformarea acestora. În al doilea rând, tehnologia „rece” vă permite să creați un strat de grosime reglabilă și în limitele specificate cu precizie. Vom vorbi despre alte argumente pro și contra puțin mai târziu, dar deocamdată despre autorii metodei și cum funcționează.

Dezvoltatorul său este „Centrul de vopsire cu pulbere Obninsk”(Rusia). Echipamentul pe care îl produc se numește DYMET®. Este certificat conform sistemului GOST R și este protejat de brevete din Rusia, SUA, Canada și alte țări. Tehnologia se bazează pe principiul impactului supersonic al particulelor mici de materiale fuzibile și a altor materiale pe suprafața tratată. Aceștia sunt în principal polimeri sau aliaje de carburi cu metale cu o dimensiune a particulelor de 0,01-0,5 microni. Amestecând cu gaz, acestea sunt furnizate produsului cu o viteză de 500-1000 m/s.

Apropo, inginerii Obninsk au dezvoltat deja câteva modificări ale instalațiilor DIMET®. Având în vedere cererea mare pentru acest echipament, atât dispozitivele de pulverizare dinamică cu gaz rece, manuale, cât și automate, sunt acum produse în serie, ceea ce le permite să fie utilizate în industrie, industria petrolului și gazelor, precum și în întreprinderile mici pentru prelucrarea pieselor mici. Mai mult, nu este nimic deosebit de complicat în tehnologia în sine. Pentru exploatarea complexului (pe lângă materialul pentru pulverizare), este necesar doar aer comprimat (furnizat la o presiune de 0,6-1,0 MPa și un debit de 0,3-0,4 m3/min.) și o sursă de alimentare de 220 V.

Acum despre avantajele și dezavantajele metodei. În primul rând, spre deosebire de metoda gaz-termică, CGN poate fi utilizat eficient la presiune normală, în orice interval de temperatură și nivel de umiditate. În al doilea rând, este absolut sigur pentru mediu. În al treilea rând, datorită vitezei sale mari, poate fi folosit și pentru curățarea abrazivă a suprafețelor. Ei bine, singurul dezavantaj al tehnologiei este posibilitatea de a aplica acoperiri numai din metale relativ ductile, precum cuprul, aluminiul, zincul, nichelul etc.

Domeniul de aplicare al CGN

Eliminarea defectelor, refacerea suprafetelor si etansarea

Toate acestea sunt o muncă pe care o pot face chiar și întreprinderile mici. De exemplu, în atelierele mici puteți repara piese din aliaje ușoare (piese ale unei structuri de automobile, de exemplu), în primul rând aluminiu și aluminiu-magneziu. Mai mult, defectele apărute atât în timpul procesului de producție, cât și în timpul funcționării sunt ușor eliminate. Iar absența încălzirii puternice și a energiei scăzute a metodei fac posibilă repararea chiar și a produselor cu pereți subțiri.

CGN este, de asemenea, excelent pentru restaurarea suprafețelor uzate. De exemplu, un astfel de proces care necesită forță de muncă precum „construcția” metalului în scaunele rulmentului poate fi acum realizat chiar și de întreprinderile mici, ca să nu mai vorbim de restabilirea etanșării (atunci când utilizarea etanșanților lichizi este imposibilă) în conducte, schimbătoare de căldură sau vase. pentru gaze și lichide de lucru.

Este foarte eficient in repararea produselor complexe care necesita refacerea precisa a parametrilor geometrici, eliminarea defectelor ascunse, dar in acelasi timp mentinerea tuturor caracteristicilor operationale, precum si prezentarea. De aceea, această metodă este utilizată activ în complexul militar-industrial, industria feroviară și aviatică, agricultură, pomparea gazelor etc.

Nu te poți descurca fără această tehnologie în crearea tampoanelor de contact. Datorită posibilității de acoperire ușoară pe orice suprafață din metal, ceramică și sticlă, CGN este utilizat și în producția de produse electrice. De exemplu, în procesele de placare cu cupru, crearea de rețele care transportă curentul de putere, aplicarea cablurilor de curent, realizarea de substraturi pentru lipire etc.

Tratament anti-coroziune și eliminarea defectelor profunde

Pulverizarea așa-numitei acoperiri anti-fricțiune este o modalitate foarte eficientă de a scăpa de daune locale (așchii adânci, bavuri, zgârieturi). Acest lucru vă permite să evitați procedura de reumplere completă sau chiar de înlocuire a produsului, care, desigur, nu este profitabilă din punct de vedere economic.

Și în tratamentul anticoroziv și protecția împotriva coroziunii la temperatură înaltă a diferitelor comunicații, această metodă nu are deloc egal. Apropo, diverse modificări ale echipamentelor DYMET® asigură prelucrarea de înaltă calitate a suprafeței interioare a țevilor cu un diametru de 100 mm și o lungime de până la 12 m.