Металлизация — Современные технологии восстановления

По сути, газодинамическая технология холодного напыления – более продвинутый вариант давно уже зарекомендовавшего себя газотермического способа восстановления различных металлических деталей и поверхностей. Cold Spray или просто ХГН значительно расширяет возможности «горячего» метода обработки изделий.

В настоящее время, бесспорно, это самая передовая технология восстановления и защиты материалов, получившая широкое распространение как в промышленном секторе, так и гражданской сфере.

Установка газодинамического напыления Димет

В продолжении темы об оборудовании для нанесения цинкового покрытия на стальной корпус яхты, я побывал в Обнинском Центре Порошкового напыления и собственноручно затестировал установку газодинамического напыления Димет-405. Установка впечатляет. Под катом много много фоток напыленных поверхностей, над которыми мы немного поизголялись.

Установка малогабаритная, в зависимости от модификации весит 10-19 кг, потребляет 0.3-0.4 куба воздуха и порядка 3 КВт электричества. Напыляет как распространенные металлы и смеси (цинк, алюминий), так и специфические (никель, баббит). Принцип действия- т.н. газодинамическое напыление- воздух от компрессора дополнительно нагревается и ускоряется в сопле до сверхзвуковых скоростей (типа 700 м/c), в него подается мелкодисперсный порошок (частица 50 мкм) металла или керамики, частицы которого разгоняются и впечатываются в деталь. Единственный минус установки для меня — низкая производительность. Цинковать корпус придется долго. Ну и ценник конечно тоже впечатляет.

Теперь про покрытие. Обещают прилипание к отпескоструенной поверхности порядка 50 МПа. Для сравнения- лучшие клеи дают в районе 20. Тоесть вроде как держаться должно прочнее краски)) Покрытие получается шероховатое- как раз то что нужно для последующего грунтования. Правда есть некоторые вопросы по слабоприлипшим частицам- нужно ли их пытаться удалять и если да то как?

2. Сам процесс прост до безобразия — стараемся обеспечить нормальное направление факела к обрабатываемой поверхности и выдерживаем дистанцию от сопла до детали порядка 10-15мм:

3. Стандартный образец, выдающийся клиентам. Взял два- один погрызли, другой замочили в солевом растворе)) Треугольные наплывы на образце- это массив напыленного металла на плоской стальной подложке:

4. Слева — медь. Справа- алюминий.

5.

6.

7. Сточенный надфилем участок напыленного алюминиевого образца. Весь этот массив был напылен:

8.

9. шлиф медного напыленного участка

10. шлиф алюминиевого напыленного участка

11.

12. А это одни из моих образцов, которые я привез с собой:

13. На эти образцы напылялся цинк без предварительной пескоструйки:

14. Оцинкованная поверхность крупным планом:

15. Крупный план напыленного цинкового покрытия (здесь и далее- если картинка двойная- сверху оригинал без обработки, снизу- задранная контрастность):

16.

17. Фаска напыляется хуже за счет изменения угла напыления. Идеально напылять перпендикулярно поверхности. 45 — предельный угол. Лучше не пылить под углом более 30 градусов:

18.

19. А это стандартный тест на прочность покрытия- я нацарапал сеточку с шагом 1-2мм острием чертилки:

20. При царапании давил изо всех сил- ни один кусочек покрытия из сеточки не вывалился и неоткрошился:

21.

22.

23. Граница напыления. Видна зона неполного напыления:

24.

25. Видны непропыленные участки:

26.

27. Испытание трением. Если потереть образцы друг о друга напыленными местами- цинк начинает полироваться:

28.

29.

30. Стоимость оборудования Димет. Стоимость высокая, чего тут говорить. Самая младшая модель — 220 тыщ, нормальная — 300:

Порошки алюминия, цинка, меди стоят сравнительно недорого- 600-800 руб за кг. Никель- 2500. Также можно пылить свинцом, оловом, баббитом.

———————

Хороший аппарат. Сильно хочется оцинковать корпус перед покраской.

Сверхзвуковая газопламенная металлизация

В настоящее время все более широкое применение получают способы сверхзвуковой металлизации (Jet-Coat «Джет-Коут»).
В Российской Федерации оборудование для сверхзвуковой газопламенной металлизации разрабатывают в НИИ конструкционных материалов и технологических процессов МГТУ им. Н. Э. Баумана. В настоящее время выпускается горелка массой 3,5 кг, которая охлаждается проточной водой. Система воспламенения – пьезоэлектрическая. Производительность (по порошку) составляет 1,5 кг/ч.

Ведутся разработки принципиально новой сверхзвуковой горелки «Термика-HS» («Termika-Hyper-Sonic», относящейся к системе «HVOF»). Горелка для сверхзвукового газопламенного напыления покрытий из порошковых материалов и проволоки работает на пропан-бутановой смеси или газе МАФ, кислороде и сжатом воздухе в качестве транспортирующего и охлаждающего газа. Скорость истечения струи разогретого газа на срезе сопла горелки достигает 1700…2700 м/с, что позволяет получать уникальные покрытия с прочностью сцепления до 100 МПа. Пористость покрытия составляет 0,5 % и приближается по своим характеристикам к покрытиям, получаемым детонационным напылением. При толщине покрытия до 0,3 мм – пористость практически отсутствует. Сверхзвуковое газотермическое напыление позволяет наносить качественные коррозионностойкие газотермические покрытия.

Порошковые материалы, используемые для сверхзвукового газотермического напыления, представляют собой широкий спектр сплавов на основе никеля, железа и кобальта, а также металлокарбидные и самофлюсующиеся сплавы нитридов кремния, алюминия, хрома, бора и др.

Однако сверхзвуковое газотермическое напыление ужесточило требования к фракции порошка. Качественные покрытия получают при фракциях 5…40 мкм, причем, чем меньше рассеивание размеров частиц порошка, тем лучше покрытие.

В качестве присадочного материала в горелке «Термика-НS» используют как проволоку, так и порошковый материал. На предприятии разработан порошковый питатель компактной оригинальной конструкции, в котором сжатый воздух используется в качестве транспортирующего газа. Достигнута стабильная подача порошкового материала с производительностью 1,5…5 кг/ч. Основное преимущество данной горелки от зарубежных стационарных установок заключается в ее мобильности. Необходимо лишь наличие дополнительно компрессора сжатого воздуха. С механизмом подачи проволоки от сварочного полуавтомата возможно напыление проволок и порошковых проволок диаметром 1,5…2,2 мм, что значительно дешевле порошковых материалов.

Горелка разработана с использованием патента РФ на изобретение № 2039612 «Колпачок сверхзвуковой горелки».

Техническая характеристика горелки «Термика-НS» для сверхзвукового газопламенного напыления покрытий:

(основной перечень)

В большей части применений ДИМЕТ используются материалы из основного перечня.

Дополнительное оборудование

Для возможности задать вопросы по применению технологии ДИМЕТ создан раздел ВОПРОСЫ. Приглашаем специалистов поделиться своим опытом и дать советы по применению ДИМЕТ. Если у вас есть интересные фотографии, демонстрирующие применение ДИМЕТ, вы можете разместить их на форуме в разделе ВОПРОСЫ или направить по адресу [email protected] или , и они будут размещены на сайте в разделе ПРИМЕНЕНИЕ с вашими комментариями и ссылкой на ваше предприятие.

(специальный перечень)

Порошковые материалы из специального перечня применяются в специальных случаях.