Termopihustustehnoloogia kasutusvaldkonnad

Viimastel aastatel on termilise pihustamise tehnoloogiad arenenud töötlemata protsessidest, mida oli suhteliselt raske kontrollida, üha täpsemateks tööriistadeks, kus protsess on kohandatud võtma arvesse nii ladestatud materjali kui ka vajalike kattekihtide omadusi.

Termopihustustehnoloogia areneb pidevalt ning termiliselt pihustatud kattematerjalide ja -struktuuride jaoks on näha uusi rakendusi. Õpime tundma termopihustustehnoloogia peamisi kasutusvaldkondi.

1. Lennundus

Lennunduses kasutatakse laialdaselt termopihustustehnoloogiat, näiteks pihustatakse õhusõiduki mootori labadele termotõkkekihte (sidekiht + keraamiline pinnakiht). Plasmapihustus, ülehelikiirusega leekpihustus sidekihid, nagu NiCoCrAlY ja CoNiCrAlY, ja keraamiline pinnakiht, nagu 8% Y0-ZrO(YSZ) oksiid (sisaldab haruldaste muldmetallide oksiidi) doping YSZ modifikatsioon, nagu TiO+YSZ, YSZ+ A10 või Haruldaste muldmetallide lantaantsirkonaadil põhinevaid oksiide, nagu La(ZoCe)024, on uuritud ka raketimootori põlemiskambrite termilise barjääri kattena5. Kõrbealadel sõjalisteks operatsioonideks mõeldud helikopterite pearootori võll on liiva poolt kergesti erodeeritud. HVOF-i kasutamine ja WC12Co plahvatusohtlik pihustamine võib parandada selle kulumiskindlust. HVOF pihustab lennunduses kasutatavale magneesiumsulamist substraadile Al-SiC katet, mis võib parandada kulumiskindlust.

2. Terase- ja naftatööstus

Raua- ja terasetööstus on termopihustite kasutamise oluline valdkond ning see on Hiinas suuruselt teine ​​tööstusharu pärast termilise pihustamise kasutamist lennundustööstuses. 2009. aastal moodustas Hiina toorterase toodang 47% maailma toorterase toodangust. See on tõeline teraseriik, kuid see pole terase jõujaam. Mingit kvaliteetset terast tuleb veel suurtes kogustes importida. Üks olulisemaid põhjusi on see, et Hiina termopihustamist kasutatakse terasetööstuses vähem. Näiteks kõrgahjutoru, kõrge temperatuuriga lõõmutusahju rull, kuumvaltsplaadi ülekanderull, tugirull, sirgendusrull, rulli tsingitud tõsterull, uppumisrull jne. Termopihustuskatte kasutamine nendel komponentidel võib oluliselt parandada töö efektiivsust ja vähendada kulusid, parandada toodete kvaliteeti ja kasu on märkimisväärne 19-0.

2011. aasta ITSC konverentsil uuris Jaapani ekspert Namba patente, mis on seotud termilise pihustamise rakendamisega terasetööstuses kogu maailmas. Uuringu tulemused näitavad, et aastatel 1990–2009 moodustasid Jaapani patendid 39%, USA patendid 22%, Euroopa patendid 17%, Hiina patendid 9%, Korea patendid 6%, Venemaa patendid 3 %, Brasiilia patendid moodustavad 3% ja India patendid 1%. Võrreldes arenenud riikidega, nagu Jaapan, Euroopa ja Ameerika Ühendriigid, on Hiina terasetööstuses termopihustamist vähem ja arendusruum on tohutu.

Koosolekuga seotud üksikasjalikud aruanded sisaldasid toorainena ka NiCrAlY ja YO pulbreid, NiCrAlY-Y0 pihustuspulbrid valmistati aglomeratsioonipaagutamise ja segamise meetodil ning katted valmistati pihustuspüstoliga HVOFDJ2700. Simuleerige terasetööstuses ahjurullide kogunemisvastast toimet. Uurimistulemused näitavad, et aglomeratsiooni paagutamise meetodil valmistatud pulbervärvil on suurepärane mangaanoksiidi kogunemisvastane vastupidavus, kuid halb vastupidavus raudoksiidi kogunemisele. Segapulbritest valmistatud katted.

Termopihustustehnoloogiat kasutatakse laialdaselt korrosioonivastaste ja kulumiskindlate pinnakatete pihustamisel gaasi-, naftajuhtmete ja väravaventiilide pinnal, millest enamik on HVOF-pihustav WC10Co4Cr kate.

3. Uus energia, uued seadmed ja gaasiturbiinid

Tahked kütuseelemendid (SOFC) on nüüd kavandatud lamedate plaatide ja õhukeste plaatide suunas, sealhulgas anoodid, elektrolüüdid, katoodid,ja kaitsekihid. Praeguseks on tahkekütuseelementide materjalidisain ja tootmistehnoloogia küpseks saanud ning põhiprobleemiks on ettevalmistusprobleem. Soojuspihustustehnoloogia (madalsurve plasmapihustus, vaakumplasma pihustamine) on muutunud populaarseimaks tehnoloogiaks. Termopihustuse edukas rakendamine SOFC-le on termopihustamise tehnoloogia uusim rakendus uues energias ning soodustab ka sellega seotud pihustusmaterjalide väljatöötamist. Näiteks plasmaga pihustatud LaSrMnO (LSM) pihustusmaterjal, Saksa firma HC.Starck on selle materjali ja sellega seotud materjalide tootmist ja müüki juba alustanud. Teadlased kasutasid ka vedelfaasi plasmapihustamist, et valmistada ette elektroodimaterjal LiFePO liitiumioonakude jaoks. seotud uurimisaruanded.

Termopihustamise tehnoloogia arendamine on lahutamatu seadmete uuendamisest. Igal rahvusvahelisel termopihustamiskonverentsil on aruanded seotud uute seadmete kohta. Madala temperatuuri ja kiire konstruktsiooni tõttu saab GTV HVOF pihustamiseks mõeldud pihustuspüstol K2 pihustada metallkatteid, näiteks Cu-katteid, ja katte hapnikusisaldus on vaid 0,04%, mis on võrreldav külmpihustamisega. Kõrgsurve HVOF-pihustussüsteemi kasutades võib põlemiskambri rõhk ulatuda 1–3 MPa-ni ning leegi vool on madala temperatuuriga ja suure kiirusega, pihustades 316 liitrit roostevabast terasest pulbrit, võib sadestamise efektiivsus ulatuda 90% -ni.

Tööstuslike gaasiturbiinide labade puhul on hakatud kasutama plasmaga pihustatud termotõkkekatteid, nagu YSZ, LazZrzO, SmzZrzO, GdzZr20 kattesüsteemid, mida kasutatakse laialdaselt välismaal ja mis on praegu Hiinas populaarne uurimisvaldkond.

4. Mehaaniline kulumiskindlus

Termopihustustehnoloogia on alati olnud oluline osa igal rahvusvahelisel kulumiskindluse valdkonna termopihustamise konverentsil, sest peaaegu kõik töödeldava detaili pinnad on kulunud ning pinna tugevdamine ja parandamine on tehnoloogia arengu tulevikutrendid, eriti koos. lai valik rakendusi kulumiskindlas tööstuses ning soodustab ka termopihustite kulumiskindlate materjalide väljatöötamist. Kõige laialdasemalt kasutatavad kulumiskindlad katted on: pihustuskeevitus (leekpihustamine + ümbersulatus) NiCrBSi sulamid, mis on ka kulumiskindlas valdkonnas enim kasutatud ja uuritud, näiteks HVOF pihustamine FeCrNBC kate, NiCrBSi kaarpihustamine pärast ümbersulatamist Uurimine mikrostruktuuri ja kulumiskindluse jms kohta; HVOF-pihustamine, külmpihustamine volframkarbiidil põhinevad katted ja kroomkarbiidil põhinevad katted on kulumiskindluse valdkonnas kõige laialdasemalt kasutatavad ja uuritud; Hiina tipptööstuse volframkarbiidil põhinevad pihustuspulbrid sõltuvad impordist, näiteks lennukite pihustamine langevast raamist, vajuvast rullist, lainetusrullist jne. Külmpihustus- ja soojapihustustehnoloogia väljatöötamisega volframkarbiidil põhineva katte valmistamiseks, Samuti on uued nõuded volframkarbiidil põhinevale pihustuspulbrile, näiteks pulbri osakeste suuruse nõue on -20um+5um.

5. Nanostruktuurid ja uued materjalid

Nanostruktureeritud katted, pulbrid ja uued materjalid on aastate jooksul olnud rahvusvaheliste uuringute keskmes. Nanostruktureeritud WC12Co kate valmistatakse HVOF pihustamise teel. Pihustatud pulbri osakeste suurus on -10 μm + 2 μm ja WC tera suurus on 400 nm. Saksa ettevõte DURUM on tööstusliku tootmisega. Me lenvk uuris WC10Co4Cr pulbrit, mis on valmistatud kasutades toorainena erineva tera suurusega volframkarbiidi, näiteks WC tera suurus>12um (tavaline struktuur), WC tera suurus 0,2-0,4um (peenteraline struktuur), WC tera suurus ~0,2um (ülipeeneteraline struktuur); WC tera suurus

12um (tavaline struktuur), WC tera suurus 0,2-0,4um (peenteraline struktuur), WC tera suurus ~0,2um (ülipeeneteraline struktuur); WC tera suurus

6. Biomeditsiiniline ja paberitrükk

Meditsiinitööstuses kasutatakse üha laiemalt termopihustustehnoloogiat, näiteks meditsiinitööstuses (hambaravi, ortopeedia) kasutatavad vaakumplasma, HVOF pihustatud Ti, hüdroksüapatiit ja hüdroksüapatiit + Ti katted. TiO2-Ag plahvatusohtlik pihustamine, näiteks õhukonditsioneeride Cu poolidele sadestumine, võib pärssida bakterite kasvu ja hoida need puhtana.