Высокоскоростное распыление HVOF
Что такое высокоскоростное HVOF напыление?
Это процесс термического напыления, при котором топливо и кислород смешиваются и подаются в камеру сгорания. После воспламенения образующийся в камере сгорания газ имеет чрезвычайно высокую температуру и давление и выбрасывается через сопло со сверхзвуковой скоростью. Порошок впрыскивается в высокоскоростной поток газа и направляется на покрываемую подложку.
В процессе высокоскоростного газопламенного напыления (HVOF) используется очень высокое давление сгорания, что приводит к эквивалентно высокой скорости газа, а высокая скорость частиц создает кинетическую энергию, которая важнее температуры. Это объясняется тем, что в процессе HVOF напыления не требуется полного или частичного расплавления всех частиц. Благодаря высокой скорости осаждение частиц происходит очень плотно и компактно.
Высокоскоростное распыление HVOF - когда нужна максимальная твёрдость и износостойкость поверхности детали,работающей в жёстких условиях
Помимо типичных характеристик сверхзвукового напыления, таких как чрезвычайно высокая прочность сцепления, плотность, низкая пористость (обычно менее 1%) и возможность напыления толстых покрытий благодаря сжимающим напряжениям, процесс HVOF (высокотемпературное газопламенное напыление) обеспечивает превосходные результаты для нанесения покрытий из карбидов, помимо нержавеющей стали и других никелевых сплавов. Причина этого заключается в том, что все карбиды чувствительны к окислению. Низкая температура 3000 °C и высокая скорость частиц предотвращают окисление и любые фазовые превращения материала. Это позволяет сохранить химический состав покрытий и минимизировать их деградацию. Поэтому процесс сверхзвукового напыления HVOF является одним из лучших для сохранения исходных свойств карбидов. В зависимости от связывания Ni, Cr или Co и т. д., карбиды вольфрама и хрома сохраняют очень высокую твердость покрытий, а конечные результаты имеют множество превосходных применений для защиты от различных видов износа, включая абразивный, фреттинг, заедание и т. д., а также от коррозии и даже при повышенных температурах.
Наряду с превосходной прочностью сцепления, некоторые покрытия HVOF можно распылять очень густо из-за исключительно высоких скоростей, создавая покрытия при сжатии вместо растяжения. Это позволяет очень быстро наносить такие материалы, как карбид, более 6 мм.
Высокоскоростное газоплазменное напыление HVOF широко применяется для производства износостойких покрытий из карбидов и стеллитов. Оно также применяется для нанесения покрытий MCrAlY, представляющих собой сплавы M (металл = никель, кобальт или железо, или сочетание), Cr (хром), Al (алюминий) и Y (иттрий).
Газопламенное напыление HVOF идеально подходит для покрытия крупных компонентов.
Отличные результаты по ремонту, восстановлению, нанесению покрытий и упрочнению следующих деталей: зубья экскаваторов, транспортирующие установки, установки по переработке песка, лопасти смесителей, транспортирующие шнеки, буры глубокого бурения.
Износостойкие и коррозионностойкие поверхности необходимы для защиты критических компонентов в различных отраслях промышленности. Процесс High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) обеспечивает эту защиту, производя очень плотные, твердые покрытия с тонкими микроструктурами.
Основные преимущества HVOF напыления:
- Создает очень чистые, очень твердые и плотные покрытия с тонкой однородной структурой.
- Покрытия прочно связаны с основой.
- Использование жидкого топлива позволяет создавать компрессионные напряжения в покрытии, использование газового топлива обычно позволяет наносить более толстые покрытия.
Типичные области применения HVOF-напыления
- Задвижки и седла для нефтегазовой промышленности
- Компоненты гидротурбины
- Рулоны для производства бумаги
- Шасси самолета
Описание процесса HVOF напыления.
Распыление High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) использует кислород и топливо для образования горючей смеси. Жидкотопливное HVOF (HVOF-LF) обычно использует в качестве топлива жидкий керосин. Газотопливное HVOF (HVOF-GF) использует топливные газы, такие как пропилен, пропан, водород или природный газ (метан).
Топливо тщательно смешивается с кислородом внутри пистолета, и смесь сгорает, а затем выбрасывается через сопло со сверхзвуковой скоростью. Исходный материал в порошкообразной форме подается через пистолет, обычно с использованием азота в качестве газа-носителя. Воспламененные газы окружают и равномерно нагревают порошковый материал, когда он выходит из пистолета и выталкивается на поверхность заготовки.
В результате высокой кинетической энергии, передаваемой частицам порошка, исходный порошковый материал обычно не нуждается в полном расплавлении. Полученное покрытие имеет очень предсказуемую химию, которая является однородной и имеет мелкозернистую структуру.
Основы процесса HVOF напыления
- Источник тепла: горение
- Исходное сырье: порошок (металлы, сплавы, карбиды)
- Температура пламени: около 2 800 °C (5 000 °F)
- Скорость частиц: от 400 до 800 м/с (от 1 300 до 2 600 фут/с)
- Примерная норма внесения: от 40 до 200 г/мин (от 5 до 26 фунтов/ч)
Покрытия HVOF: характеристики и материалы
Используя высокоскоростной поток газа вместе с порошковым материалом покрытия, процесс распыления HVOF создает плотный, плотно прилегающий слой покрытия на поверхностях, т. е. покрытия HVOF. Покрытия HVOF обладают исключительными механическими свойствами, такими как высокая твердость, износостойкость и коррозионная стойкость. Отрасли промышленности, от аэрокосмической до автомобильной, используют покрытия HVOF для защиты критически важных компонентов, подвергающихся воздействию суровых условий.
Примечательно, что универсальность покрытия HVOF распространяется на различные материалы покрытия, включая металлические порошки, такие как карбид вольфрама и карбид хрома , керамические порошки, такие как оксид алюминия и цирконий, карбидные порошки, обеспечивающие исключительную твердость, и даже термобарьерные покрытия (TBC) для высокотемпературных применений. Эти материалы выбираются на основе конкретных требований применения, обеспечивая индивидуальные свойства и оптимальную производительность для различных инженерных компонентов.
Компания ПромТехника поставляет специализированное оборудование HVOF для прецизионного термического напыления карбидов, нержавеющей стали и других никелевых сплавов.Наша команда инженеров и технологов всегда готова предоставить вам надежные технические решения в кратчайшие сроки.
