Pulverización dinámica de gas de metal: propósito, propósito, tipos de tecnología. Ventajas y desventajas del método. Área de aplicación. Equipos y características del uso de la pulverización en frío.
La pulverización dinámica de gas de metal se lleva a cabo para dar a las superficies de productos metálicos y no metálicos las propiedades necesarias. Esto puede ser un aumento de la conductividad eléctrica y térmica, la resistencia, la protección contra los efectos de los procesos de corrosión, la restauración de las dimensiones geométricas, etc. Al mismo tiempo, dependiendo de la tarea específica, según el metal del producto, el equipo necesario Se seleccionan los consumibles y la tecnología de pulverización. Muy a menudo, las superficies están sujetas a metalización, mientras que el recubrimiento aplicado tiene una alta adherencia con el material sobre el que se aplica y el producto es mecánicamente fuerte. Se pueden depositar polvos metálicos puros o mezclas en las que, además del componente metálico, se introduce polvo cerámico en determinadas cantidades. Esto reduce significativamente el costo de la tecnología de recubrimiento en polvo y no afecta sus propiedades.
La esencia del método de proyección dinámica de gas frío es la aplicación y fijación en la superficie de un producto o parte de partículas sólidas de metal o una mezcla de materiales que varían en tamaño de 0,01 a 50 micras, aceleradas a la velocidad requerida en el aire. , nitrógeno o helio. Tal material se llama polvo. Estas son partículas de aluminio, estaño, níquel, babbits de diferentes marcas, una mezcla de polvo de aluminio con zinc. El medio con el que se mueve el material puede ser frío o calentado a una temperatura que no supere los 700 °C.
Al entrar en contacto con la superficie del producto, se produce una transformación de tipo plástico y la energía de tipo cinemático pasa a adhesiva y térmica, lo que contribuye a la producción de una capa superficial duradera del metal. El polvo se puede aplicar no solo a superficies metálicas, sino también a las de hormigón, vidrio, cerámica, piedra, lo que amplía enormemente el alcance del método para crear superficies con propiedades especiales.
Dependiendo de la presión, se distinguen los siguientes tipos de pulverización dinámica de gas frío:
- alto;
- bajo.
En el primer caso, el helio y el nitrógeno se utilizan como medio de trabajo que mueve material en polvo que varía en tamaño de 5 a 50 micras. Las partículas de metal, si se mueven, tienen una presión de más de 15 atm. En el segundo caso se utiliza aire comprimido, que se suministra a una presión no superior a 10 atm. Estos tipos también difieren en indicadores como la potencia de calentamiento y el consumo del medio de trabajo.
Los pasos de pulverización son los siguientes:
- preparación de la superficie del producto para pulverización por medios mecánicos o abrasivos;
- calentar el medio de trabajo (aire, nitrógeno, helio) a la temperatura establecida en el proceso tecnológico;
- suministro de gas calentado a la boquilla del equipo junto con el polvo bajo la presión requerida.
Como resultado, el polvo se acelera en el flujo a velocidades supersónicas y choca con la superficie de la pieza o producto. Hay una deposición de una capa de metal con un espesor, cuyo valor depende de la temperatura de calentamiento del gas suministrado y la presión.
La preparación de la superficie del producto por un método abrasivo se realiza utilizando el propio equipo para aplicar la proyección dinámica de gas simplemente cambiando los parámetros de modo.
El alcance de este tipo de fumigación es bastante extenso. El método se utiliza para sellar fugas en tanques y tuberías, reparar piezas y piezas fundidas de aleaciones ligeras, aplicar revestimientos eléctricamente conductores, anticorrosivos y antifricción, eliminar daños mecánicos, restaurar asientos en cojinetes.
Las principales ventajas del método.
Las ventajas de la tecnología incluyen:- realización del trabajo en cualquier condición climática (presión, temperatura, humedad);
- la posibilidad de utilizar equipos de tipo estacionario y portátil, que en este último caso le permite realizar trabajos en el lugar de su implementación;
- la posibilidad de aplicar un recubrimiento a áreas locales (lugares defectuosos);
- la capacidad de crear capas con diferentes propiedades;
- la posibilidad de crear una capa del espesor requerido o de diferente espesor en revestimientos multicapa;
- el proceso no afecta la estructura del producto que se pulveriza, lo que es una ventaja importante;
- la seguridad;
- respeto al medio ambiente.
La desventaja de este tipo de pulverización es solo un hecho. Las capas se pueden aplicar a metales dúctiles como cobre, zinc, aluminio, níquel y sus aleaciones.
Los fabricantes de diferentes países producen equipos estacionarios y portátiles para el recubrimiento manual y automatizado de diferentes capacidades en diferentes metales.
equipo aplicado
El aparato para el rociado de metales con dinámica de gas consta de las siguientes partes principales:- contenedores de polvo;
- sistemas para suministrar el medio de trabajo, incluido un cilindro para gas comprimido y todos los accesorios necesarios para ello;
- boquillas (por regla general, hay varias, tienen diferentes configuraciones y se usan para diferentes modos de pulverización);
- Panel de control.
El proceso de reparación de una pieza por pulverización dinámica de gas se muestra en el video:
De hecho, es una versión más avanzada del método térmico de gas para restaurar varias partes y superficies metálicas que se ha probado durante mucho tiempo. Cold Spray o simplemente CGN amplía significativamente las posibilidades del método "caliente" de procesamiento de productos.
A día de hoy, es sin duda la tecnología más avanzada para la recuperación y protección de materiales, que se ha generalizado tanto en el sector industrial como en el sector civil.
El principio de acción, los pros y los contras de CGN.
Tiene dos diferencias principales con el método de restauración gas-termal. En primer lugar, la deposición de un revestimiento protector o restaurador se produce a una temperatura baja que no supera los 150 °C, lo que a su vez no provoca tensiones en las piezas y su deformación. En segundo lugar, la tecnología "fría" le permite crear una capa de espesor ajustable y dentro de límites definidos con precisión. Hablaremos de otros pros y contras un poco más adelante, pero por ahora, sobre los autores del método y cómo funciona.
Su desarrollador es "Centro de recubrimiento en polvo de Obninsk"(Rusia). El equipo que producen se llama DIMET®. Está certificado según el sistema GOST R y está protegido por patentes en Rusia, EE. UU., Canadá y otros países. La tecnología se basa en el principio del impacto supersónico de las partículas más pequeñas de bajo punto de fusión y otros materiales en la superficie tratada. Básicamente, estos son polímeros o aleaciones de carburos con metales con un tamaño de partícula de 0,01-0,5 micras. Mezclados con gas, se alimentan al producto a una velocidad de 500-1000 m/s. .jpg)
Dependiendo de la composición del material consumible (polvo) y cambiando los modos de su aplicación, es posible obtener un recubrimiento homogéneo o compuesto con una estructura sólida o porosa y su propia tarea funcional. Esto puede ser: restaurar la geometría del producto, fortalecer y proteger el metal de la corrosión, aumentar la conductividad térmica y eléctrica del material, así como la formación de un revestimiento resistente al desgaste que puede soportar los efectos de ambientes químicamente activos, altas cargas térmicas, etc.
Por cierto, los ingenieros de Obninsk ya han desarrollado varias modificaciones de las unidades DIMET®. Dada la amplia demanda de este equipo, las máquinas de proyección dinámica de gas frío, tanto manuales como automáticas, ahora se producen en masa, lo que permite su uso en la industria, la industria del petróleo y el gas, así como en pequeñas empresas para el procesamiento de piezas pequeñas. Además, no hay nada particularmente complicado en la tecnología en sí. Para el funcionamiento del complejo (además del material para pulverizar), solo se necesita aire comprimido (suministrado a una presión de 0,6-1,0 MPa y un caudal de 0,3-0,4 m3/min.) y una fuente de alimentación de 220 V. .
.jpg)
Ahora más sobre las ventajas y desventajas del método. En primer lugar, a diferencia del método térmico de gas, el CGN se puede utilizar eficazmente a presión normal, en cualquier rango de temperatura y nivel de humedad. En segundo lugar, es ambientalmente absolutamente seguro. En tercer lugar, debido a la alta velocidad, también se puede utilizar para la limpieza de superficies abrasivas. Bueno, el único inconveniente de la tecnología es la posibilidad de aplicar recubrimientos solo a partir de metales relativamente dúctiles, como cobre, aluminio, zinc, níquel, etc.
Alcance de la CGN
Me gustaría detenerme con más detalle en las áreas de aplicación de la tecnología de pulverización dinámica de gas frío con materiales en polvo para mostrar claramente cuánto se demanda en la actualidad.
Eliminación de defectos, restauración de superficies y sellado
Todo esto es un trabajo que incluso las pequeñas empresas pueden hacer. Por ejemplo, en pequeños talleres es posible reparar piezas fabricadas en aleaciones ligeras (partes de una estructura de automóvil, por ejemplo), principalmente aluminio y aluminio-magnesio. Además, los defectos que han surgido tanto en el proceso de producción como durante la operación se eliminan fácilmente. Y la ausencia de un fuerte calentamiento y la baja energía del método hacen posible reparar incluso productos de paredes delgadas. .jpg)
CGN también es excelente para restaurar superficies desgastadas. Por ejemplo, un proceso que requiere mucha mano de obra como "construir" metal en los asientos de los cojinetes ahora puede ser llevado a cabo incluso por pequeñas empresas, sin mencionar la restauración del sellado (cuando el uso de selladores líquidos es imposible) en tuberías, intercambiadores de calor o recipientes para trabajar gases, líquidos.
Es muy efectivo en la reparación de productos complejos, donde se requiere una restauración precisa de los parámetros geométricos, eliminación de defectos ocultos, pero al mismo tiempo con la preservación de todas las características operativas, así como la presentación. Es por eso que este método se usa activamente en el complejo militar-industrial, las industrias ferroviaria y de aviación, la agricultura, la transmisión de gas, etc.
.jpeg)
No puede prescindir de esta tecnología en la creación de almohadillas de contacto. Debido a la posibilidad de recubrir fácilmente cualquier superficie de metal, cerámica y vidrio, CGN también se utiliza en la producción de productos eléctricos. Por ejemplo, en los procesos de cobreado, creación de redes conductoras de corriente eléctrica, aplicación de conductores de corriente, fabricación de subcapas para soldadura, etc.
Tratamiento anticorrosión y eliminación de defectos profundos
Pulverizar el llamado revestimiento antifricción es una forma muy eficaz de eliminar los daños locales (astillas profundas, rozaduras, arañazos). Esto evita el procedimiento de recarga completa o incluso la sustitución del producto, que, por supuesto, no es económicamente viable.
Y en el tratamiento anticorrosivo y la protección contra la corrosión a alta temperatura de varias comunicaciones, este método no tiene igual. Por cierto, varias modificaciones de equipos. DIMET® Proporcione un procesamiento de alta calidad de la superficie interna de las tuberías con un diámetro de 100 mm y una longitud de hasta 12 m.
Candidatos de Ciencias Físicas y Matemáticas O. KLYUEV y A. KASHIRIN.
Cuando aparecieron por primera vez las primeras herramientas de trabajo de metal, resultó que, al ser sólidas y duraderas, a menudo se deterioraban bajo la influencia de la humedad. Pasó el tiempo, la gente creó mecanismos y máquinas, y cuanto más perfectos se volvían, más difíciles eran las condiciones de trabajo de sus partes metálicas. Vibraciones y cargas alternas, temperaturas extremas, exposición a la radiación, entornos químicos agresivos: esta no es una lista completa de las "pruebas" a las que están sujetos. Con el tiempo, las personas han aprendido a proteger el metal de la corrosión, el desgaste y otros fenómenos que reducen la vida útil de las piezas. De hecho, existen dos enfoques para brindar dicha protección: se agregan elementos de aleación al metal base, lo que le da a la aleación las propiedades deseadas, o se aplica una capa protectora a la superficie. Las condiciones de funcionamiento de las piezas de la máquina dictan las propiedades que deben tener los recubrimientos. Las tecnologías para su aplicación son diversas: las hay comunes y relativamente simples, las hay muy delgadas que le permiten crear recubrimientos con propiedades únicas. Y los ingenieros inquietos continúan inventando nuevos recubrimientos y encuentran formas de obtenerlos. El destino de estos inventos puede volverse feliz si el recubrimiento es muy superior a sus predecesores en términos de propiedades útiles o si la tecnología proporciona un efecto económico significativo. En el desarrollo de los físicos de Obninsk, se combinaron ambas condiciones.
Las partículas de metal que vuelan a gran velocidad al impactar con el sustrato se sueldan a él, y las partículas de cerámica compactan el revestimiento (a); las partículas de cerámica adheridas son visibles en la microsección de la capa de metal (b).
Esquema (superior) y vista general (inferior) del aparato para la proyección de recubrimientos metálicos.
Por medio del aparato es posible aplicar los cubrimientos en cualesquiera locales y hasta en las condiciones de campo.
Detrás de la sección crítica de la tobera surge una zona de presión negativa, y aquí se aspira el polvo. Gracias a este fenómeno, fue posible simplificar el diseño del alimentador.
Defectos en partes de la carrocería (izquierda) y resultado de la pulverización (derecha): a - una grieta en una transmisión automática; b - una cavidad en la culata.
Recubiertas con una capa de cobre o aluminio, las herramientas se pueden utilizar en áreas con riesgo de incendio: cuando golpean objetos metálicos, no producen chispas.
TEMPERATURA MÁS VELOCIDAD
De los métodos de metalización de superficies en la tecnología moderna, los más utilizados son la deposición galvánica y la inmersión en una masa fundida. Se utilizan con menos frecuencia la deposición al vacío, la deposición en fase de vapor, etc.. Lo más parecido al desarrollo de los físicos de Obninsk es la metalización térmica de gas, cuando el metal depositado se funde, se rocía en gotas diminutas y se transfiere al sustrato mediante un chorro de gas.
El metal se funde con quemadores de gas, arco eléctrico, plasma de baja temperatura, inductores e incluso explosivos. En consecuencia, los métodos de metalización se denominan pulverización con llama, arco eléctrico y metalización de alta frecuencia, plasma y pulverización con gas de detonación.
En el proceso de rociado con llama, una barra de metal, alambre o polvo se funde y se rocía en la llama de un quemador que funciona con una mezcla de oxígeno y gas combustible. En la metalización por arco eléctrico, el material se funde mediante un arco eléctrico. En ambos casos, las gotas de metal se mueven al sustrato rociado por el flujo de aire. En la pulverización de plasma, se utiliza un chorro de plasma para calentar y pulverizar el material, que está formado por plasmatrones de varios diseños. La pulverización de gas de detonación ocurre como resultado de una explosión que acelera las partículas de metal a velocidades tremendas.
En todos los casos, las partículas del material rociado reciben dos tipos de energía: térmica - de la fuente de calor y cinética - del flujo de gas. Ambos tipos de energía están involucrados en la formación del recubrimiento y determinan sus propiedades y estructura. La energía cinética de las partículas (con la excepción del método de detonación-gas) es baja en comparación con la térmica, y la naturaleza de su conexión con el sustrato y entre ellos está determinada por procesos térmicos: fusión, cristalización, difusión, transformaciones de fase. , etc. Los revestimientos suelen caracterizarse por una buena adherencia al sustrato (adhesión) y, lamentablemente, una baja uniformidad, ya que la dispersión de los parámetros sobre la sección transversal del flujo de gas es grande.
Los revestimientos, que se crean mediante métodos térmicos de gas, tienen una serie de desventajas. Estos incluyen, en primer lugar, alta porosidad, a menos que, por supuesto, el objetivo sea específicamente hacer que el revestimiento sea poroso, como en algunas partes de los tubos de radio. Además, debido al rápido enfriamiento del metal sobre la superficie del sustrato, surgen altas tensiones internas en el recubrimiento. La pieza de trabajo inevitablemente se calienta, y si tiene una forma compleja, entonces puede "conducirse". Finalmente, el uso de gases combustibles y las altas temperaturas en el área de trabajo dificultan garantizar la seguridad del personal.
El método de detonación de gas se encuentra algo aparte. Durante la explosión, la velocidad de las partículas alcanza los 1000-2000 m/s. Por lo tanto, el factor principal que determina la calidad del recubrimiento es su energía cinética. Los recubrimientos se caracterizan por una alta adherencia y baja porosidad, pero los procesos explosivos son extremadamente difíciles de controlar y es prácticamente imposible garantizar la estabilidad del resultado.
VELOCIDAD MÁS TEMPERATURA
El deseo de crear una tecnología más avanzada surgió hace mucho tiempo. Los ingenieros tenían un objetivo: preservar las ventajas de las tecnologías tradicionales y deshacerse de sus deficiencias. La dirección de la búsqueda era más o menos obvia: en primer lugar, los recubrimientos deberían formarse principalmente debido a la energía cinética de las partículas de metal (no se debe permitir que las partículas se derritan: esto evitará que la pieza se caliente y el sustrato y el recubrimiento partículas se oxiden), y, en segundo lugar, las partículas deben adquirir una alta velocidad no debido a la energía de la explosión, como en el método de detonación-gas, sino en un chorro de gas comprimido. Este método se llama dinámica de gases.
Los primeros cálculos y experimentos mostraron que es posible crear recubrimientos con características bastante satisfactorias de esta manera si se usa helio como gas de trabajo. Esta elección se explica por el hecho de que la velocidad del flujo de gas en la tobera supersónica es proporcional a la velocidad del sonido en el gas correspondiente. En los gases ligeros (no se consideró el hidrógeno por su explosividad), la velocidad del sonido es mucho mayor que en el nitrógeno o el aire. Era el helio el que aceleraría las partículas de metal a altas velocidades, impartiéndoles la energía cinética suficiente para adherirse al objetivo. Se creía que el uso de gases más pesados, incluido el aire, estaba condenado al fracaso.
El funcionamiento de las instalaciones experimentales de pulverización dio un buen resultado: las partículas de la mayoría de los metales utilizados industrialmente aceleradas en un chorro de helio se adhirieron bien al sustrato, formando capas densas.
Pero los ingenieros no estaban completamente satisfechos. Estaba claro que los equipos que funcionan con gases livianos serían inevitablemente costosos y solo podrían usarse en empresas que producen productos de alta tecnología (solo hay líneas con helio comprimido). Y las líneas con aire comprimido están disponibles en casi todos los talleres, en todas las empresas de servicio de automóviles, en los talleres de reparación.
Numerosos experimentos con aire comprimido parecían confirmar las peores expectativas de los desarrolladores. Sin embargo, una búsqueda intensiva llevó a una solución. Se obtuvieron recubrimientos de calidad satisfactoria cuando se calentó el aire comprimido en la cámara frente a la boquilla y se añadió cerámica fina o polvo de metal duro al polvo de metal.
El hecho es que cuando se calienta, la presión del aire en la cámara aumenta de acuerdo con la ley de Charles y, en consecuencia, también aumenta la velocidad de salida de la boquilla. Las partículas de metal, que han ganado una gran velocidad en el chorro de gas, se ablandan cuando golpean el sustrato y se sueldan. Las partículas de cerámica desempeñan el papel de mazos microscópicos: transfieren su energía cinética a las capas subyacentes, las compactan y reducen la porosidad del revestimiento.
Algunas partículas de cerámica quedan atrapadas en el revestimiento, otras rebotan. Es cierto que los recubrimientos se obtienen de esta manera solo a partir de metales relativamente dúctiles: cobre, aluminio, zinc, níquel, etc. Posteriormente, la pieza puede someterse a todos los métodos conocidos de mecanizado: taladrado, fresado, afilado, esmerilado, pulido.
LA CONDICIÓN PRINCIPAL - SIMPLICIDAD Y CONFIABILIDAD
Los esfuerzos de los tecnólogos serán en vano si los diseñadores no pueden crear equipos simples, confiables y económicos en los que se implemente el proceso inventado por los tecnólogos. La base del aparato para pulverizar polvos metálicos era una boquilla supersónica y un calentador eléctrico de aire comprimido de pequeño tamaño capaz de llevar la temperatura del flujo a 500-600 o C.
El uso de aire ordinario como gas de trabajo permitió resolver simultáneamente otro problema al que se enfrentaban los desarrolladores de sistemas que utilizaban gases ligeros. Estamos hablando de la introducción del polvo pulverizado en el chorro de gas. Para mantener la estanqueidad, los alimentadores debían instalarse hasta la sección crítica de la boquilla, es decir, el polvo debía alimentarse en el área de alta presión. Las dificultades puramente técnicas se vieron exacerbadas por el hecho de que, al atravesar la sección crítica, las partículas de metal provocaron el desgaste de la boquilla, empeoraron sus características aerodinámicas y no permitieron la estabilización de los modos de deposición del recubrimiento. En el diseño del aparato con un chorro de aire, los ingenieros aplicaron el principio de una pistola rociadora, conocido por todos por los experimentos escolares de física. Cuando un gas pasa a través de un canal de sección transversal variable, entonces en un lugar angosto su velocidad aumenta y la presión estática cae y puede incluso ser menor que la presión atmosférica. El canal a través del cual salía el polvo del alimentador estaba ubicado justo en ese lugar, y el polvo se movía hacia la boquilla debido a la succión de aire.
Como resultado, nació un aparato portátil para aplicar recubrimientos metálicos. Tiene una serie de ventajas que lo hacen muy útil en diversas industrias:
para el funcionamiento del aparato, solo se necesita una red eléctrica y una línea de aire o un compresor, proporcionando una presión de aire comprimido de 5-6 atm y un suministro de 0,5 m 3 / min;
al aplicar recubrimientos, la temperatura del sustrato no supera los 150 ° C;
los recubrimientos tienen alta adherencia (40-100 N/mm2) y baja porosidad (1-3%);
el equipo no emite sustancias nocivas ni radiación;
las dimensiones del dispositivo permiten su uso no solo en el taller, sino también en el campo;
Se pueden rociar revestimientos de casi cualquier espesor.
La instalación incluye el pulverizador real con un peso de 1,3 kg, que el operador sostiene en la mano o fija en el manipulador, un calentador de aire, dosificadores de polvo, una unidad para monitorear y controlar el funcionamiento del pulverizador y dosificador. Todo esto está montado en un bastidor.
Tuve que trabajar duro en la creación de consumibles. Los polvos disponibles comercialmente tienen tamaños de partículas demasiado grandes (del orden de 100 micras). Se ha desarrollado una tecnología que permite obtener polvos con granos de 20-50 micras.
DE VEHÍCULOS ESPACIALES A SEMBRADORAS
El nuevo método de pulverización de recubrimientos metálicos se puede utilizar en una amplia variedad de industrias. Es especialmente efectivo en trabajos de reparación, cuando es necesario restaurar partes de productos, por ejemplo, para reparar una grieta o un fregadero. Debido a las bajas temperaturas del proceso, es fácil restaurar productos de paredes delgadas, que no pueden repararse de otra manera, por ejemplo, mediante revestimiento.
Dado que la zona de pulverización tiene límites claros, el metal pulverizado no cae sobre áreas libres de defectos, y esto es muy importante cuando se reparan piezas de forma compleja, como cajas de cambios, bloques de cilindros de motores, etc.
Los dispositivos de pulverización ya se utilizan en las industrias aeroespacial y eléctrica, en plantas de energía nuclear y en agricultura, en empresas de reparación de automóviles y en fundiciones.
El método puede ser muy útil en muchos casos. Éstos son sólo algunos de ellos.
Restauración de áreas desgastadas o dañadas de las superficies. Con la ayuda de la pulverización, se restauran partes de cajas de engranajes, bombas, compresores, moldes para fundición de inversión, moldes para la fabricación de envases de plástico que se dañan durante la operación. El nuevo método se ha convertido en una gran ayuda para los trabajadores de reparación de automóviles. Ahora, literalmente "de rodillas", cierran grietas en bloques de cilindros, silenciadores, etc. Sin ningún problema, eliminan defectos (cavidades, fístulas) en piezas de fundición de aluminio.
Eliminación de fugas. La baja permeabilidad a los gases de los revestimientos permite eliminar fugas en tuberías y recipientes cuando no se pueden utilizar compuestos de sellado. La tecnología es adecuada para la reparación de tanques que funcionan bajo presión oa altas y bajas temperaturas: intercambiadores de calor, radiadores de automóviles, acondicionadores de aire.
Aplicación de recubrimientos eléctricamente conductores. Mediante pulverización catódica es posible aplicar películas de cobre y aluminio sobre una superficie metálica o cerámica. En particular, el método es más rentable que los métodos tradicionales cuando se revisten con cobre las barras conductoras de corriente, se galvanizan las almohadillas en los elementos de puesta a tierra, etc.
Protección anticorrosión. Las películas de aluminio y zinc protegen las superficies de la corrosión mejor que la pintura y muchos otros revestimientos metálicos. La baja productividad de la instalación no permite trabajar grandes superficies, pero es muy conveniente para proteger elementos tan vulnerables como las soldaduras. Con la ayuda de rociar zinc o aluminio, es posible detener la corrosión en lugares donde aparecen "insectos" en las superficies pintadas de las carrocerías de los automóviles.
Restauración de cojinetes lisos. Los cojinetes lisos suelen utilizar revestimientos antifricción. Con el tiempo, se desgastan, aumenta el espacio entre el eje y el manguito y se rompe la capa de lubricación. La tecnología de reparación tradicional requiere el reemplazo del revestimiento o la soldadura de los defectos. Y la pulverización le permite restaurar los revestimientos. En este caso, no se puede utilizar cerámica para sellar la capa de metal proyectado. Las inclusiones duras en cuestión de minutos después del inicio del trabajo desactivarán el cojinete y dañarán las superficies de los casquillos y el eje. Tuve que usar una boquilla de un diseño especial. Permite el recubrimiento de babbitt puro en el llamado modo termocinético. Las partículas de polvo inmediatamente detrás de la sección crítica de la boquilla son aceleradas por un flujo de aire supersónico, luego la velocidad del flujo disminuye bruscamente a transónica. Como resultado, la temperatura aumenta bruscamente y las partículas se calientan casi hasta el punto de fusión. Cuando golpean la superficie, se deforman, se derriten parcialmente y se adhieren bien a la capa subyacente.
A UN ESPECIALISTA - UNA NOTA
Literatura
Kashirin A. I., Klyuev O. F., Buzdygar T. V. Dispositivo para el revestimiento gasodinámico de materiales en polvo. RF patente de invención No. 2100474. 1996, MKI6 C 23 C 4/00, publ. 27/12/97. Bol. No. 36.
Kashirin A. I., Klyuev O. F., Shkodkin A. V. El método de obtención de recubrimientos. RF patente de invención No. 2183695. 2000, MKI7 C 23 C 24/04, publ. 20/06/02. Toro. Nº 17.
Los contactos de los desarrolladores y las condiciones para comprar sus tecnologías o productos se pueden encontrar en la oficina editorial.
La proyección de gas frío es el último método en el campo de la proyección térmica. En comparación con los procesos de rociado térmico convencionales, el rociado dinámico con gas frío tiene ventajas particulares porque el material de rociado no se derrite ni se derrite durante el proceso. Por lo tanto, el efecto térmico sobre el material de revestimiento y sustrato permanece bajo.
La alta energía cinética de las partículas y el alto grado de deformación por impacto sobre el sustrato, que se le asocia, permite producir recubrimientos uniformes y muy densos. El rango de espesor del recubrimiento varía desde unas pocas centésimas de milímetro hasta varios centímetros.
En los recubrimientos metálicos obtenidos, las propiedades físicas y químicas prácticamente no difieren de las del material base.
De acuerdo con la última tecnología de sistema de Impact Innovations GmbH, se introduce un gas inerte, preferiblemente nitrógeno o helio, en la pistola de pulverización a una presión de hasta 50 bar (725 psi) y se calienta a una temperatura máxima de 1100 °C (2012 °F) en cuerpo de pistola.
La subsiguiente expansión del gas calentado y presurizado en la boquilla convergente-divergente a presión ambiental acelera el gas inerte del proceso a una velocidad supersónica y al mismo tiempo enfría el gas por debajo de los 100 °C (373 °F).
Los polvos pulverizables se inyectan en la parte convergente de la boquilla por medio de un alimentador de polvo y gas portador y se aceleran a una velocidad de partícula de 1200 m/s en la corriente de gas principal.
En la boquilla de rociado altamente restringida, las partículas golpean las superficies de los componentes sin tratar, en la mayoría de los casos, se deforman y se convierten en un recubrimiento altamente adhesivo/cohesivo y con bajo contenido de óxido.
Efecto de la velocidad de las partículas en la calidad y eficiencia del recubrimiento
- La partícula de recubrimiento ha alcanzado la velocidad de impacto mínima, que es necesaria para excitar el mecanismo de interacción con la superficie del sustrato (muestra procesada). Esta denominada "velocidad crítica" influye en las propiedades del material de revestimiento.
- Dado que la velocidad de impacto es mayor que la velocidad crítica, la deformación y la calidad de adhesión de las partículas aumentan.
- Si la velocidad de impacto es demasiado alta (la "tasa de erosión"), se destruye más material del que se agrega. El recubrimiento no se forma.
- Para formar un recubrimiento denso y bien formado, la velocidad de impacto de las partículas debe estar entre la velocidad crítica y la velocidad de erosión.
¿Qué se puede recubrir con proyección dinámica de gas frío?
Materiales de revestimiento
Rieles: como magnesio, aluminio, titanio, níquel, cobre, tantalio, niobio, plata, oro, etc.
Aleaciones: por ejemplo, níquel-cromo, bronce, aleaciones de aluminio, latón, aleaciones de titanio, polvos MCrAlY (aleaciones basadas en el metal base (Co, Ni, Cr, Fe) con la adición de cromo, aluminio e itrio), etc.
materiales mixtos(matriz metálica en combinación con fases sólidas): por ejemplo, metal y cerámica, compuestos.
Materiales básicos
Productos y muestras de metal, plásticos, así como vidrio y cerámica.
Tramitación individual
Cada material individual se procesa individualmente.
El procesamiento de materiales requiere un ajuste individual de la temperatura y la presión del gas. La combinación de estos dos parámetros físicos determina la velocidad de las partículas y la calidad del recubrimiento. El rango de tasa de pulverización óptima, limitado por la tasa crítica y la tasa de erosión, se denomina rango de sedimentación. Dentro de este rango, la calidad de la deposición del recubrimiento está influenciada por parámetros.
Compra y venta de equipos comerciales.
- hogar
- Artículos informativos
- Tecnología
- "Oboronka" compartió un método para la restauración de productos metálicos.
Por cierto, los ingenieros de Obninsk ya han desarrollado varias modificaciones de las instalaciones DIMET. Dada la amplia demanda de este equipo, las máquinas de proyección dinámica de gas frío, tanto manuales como automáticas, ahora se producen en masa, lo que permite su uso en la industria, la industria del petróleo y el gas, así como en pequeñas empresas para el procesamiento de piezas pequeñas. Además, no hay nada particularmente complicado en la tecnología en sí. Para el funcionamiento del complejo (además del material para pulverizar), solo se necesita aire comprimido (suministrado a una presión de 0,6-1,0 MPa y un caudal de 0,3-0,4 m3/min.) y una fuente de alimentación de 220 V. .
Ahora sobre las ventajas y desventajas del método. ¿Equipos para pulverización de metales de China? En primer lugar, a diferencia del método térmico de gas, el CGN se puede utilizar eficazmente a presión normal, en cualquier rango de temperatura y nivel de humedad.
En segundo lugar, es ambientalmente absolutamente seguro. En tercer lugar, debido a la alta velocidad, también se puede utilizar para la limpieza de superficies abrasivas. Bueno, el único inconveniente de la tecnología es la posibilidad de aplicar recubrimientos solo a partir de metales relativamente dúctiles, como cobre, aluminio, zinc, níquel, etc.
Alcance de la CGN
Me gustaría detenerme con más detalle en las áreas de aplicación de la tecnología de pulverización dinámica de gas frío con materiales en polvo para mostrar claramente cuánto se demanda en la actualidad.
Eliminación de defectos, restauración de superficies y sellado
Todo esto es un trabajo que incluso las pequeñas empresas pueden hacer. Por ejemplo, en pequeños talleres es posible reparar piezas fabricadas en aleaciones ligeras (partes de una estructura de automóvil, por ejemplo), principalmente aluminio y aluminio-magnesio. Además, los defectos que han surgido tanto en el proceso de producción como durante la operación se eliminan fácilmente.
Y la ausencia de un fuerte calentamiento y la baja energía del método hacen posible reparar incluso productos de paredes delgadas. 
CGN también es excelente para restaurar superficies desgastadas. Por ejemplo, un proceso que requiere mucha mano de obra como "construir" metal en los asientos de los cojinetes ahora puede ser llevado a cabo incluso por pequeñas empresas, sin mencionar la restauración del sellado (cuando el uso de selladores líquidos es imposible) en tuberías, intercambiadores de calor o recipientes para trabajar gases, líquidos.
Restauración de alta precisión de partes de varios mecanismos, conducción actual.
CGN es muy efectivo en la reparación de productos complejos, donde se requiere la restauración exacta de los parámetros geométricos, la eliminación de defectos ocultos, pero al mismo tiempo con la preservación de todas las características operativas, así como la presentación. Es por eso que este método se usa activamente en el complejo militar-industrial, las industrias ferroviaria y de aviación, la agricultura, la transmisión de gas, etc.
No puede prescindir de esta tecnología en la creación de almohadillas de contacto. ¿Precios de equipos para pulverización de metales? Debido a la posibilidad de recubrir fácilmente cualquier superficie de metal, cerámica y vidrio, CGN también se utiliza en la producción de productos eléctricos. Por ejemplo, en los procesos de cobreado, creación de redes conductoras de corriente eléctrica, aplicación de conductores de corriente, fabricación de subcapas para soldadura, etc.
Tratamiento anticorrosión y eliminación de defectos profundos
Pulverizar el llamado revestimiento antifricción es una forma muy eficaz de eliminar los daños locales (astillas profundas, rozaduras, arañazos). Esto evita el procedimiento de recarga completa o incluso la sustitución del producto, que, por supuesto, no es económicamente viable.
Y en el tratamiento anticorrosivo y la protección contra la corrosión a alta temperatura de varias comunicaciones, este método no tiene igual. Por cierto, varias modificaciones de equipos. DIMET® Proporcione un procesamiento de alta calidad de la superficie interna de las tuberías con un diámetro de 100 mm y una longitud de hasta 12 m.
Información Adicional:
Los recubrimientos resistentes al calor se aplican mediante el método dinámico de gas, que brindan protección hasta 1000-1100 grados Celsius. La conductividad eléctrica promedia el 80-90% de la conductividad eléctrica del material a granel. La resistencia a la corrosión depende de las características del ambiente agresivo.
El funcionamiento del equipo DIMET, desarrollado y producido en serie por el "Centro de pulverización de polvo de Obninsk" (OOO "OCPN"), se basa en el efecto de fijar partículas de metal, si se mueven a velocidad supersónica, en la superficie al chocar con él, proyección dinámica de gas de metales DIMET. La tecnología hace posible aplicar recubrimientos metálicos no solo sobre metales, sino también sobre vidrio, cerámica, piedra y hormigón. Por ahora, la tecnología DIMET permite aplicar recubrimientos de aluminio, zinc, cobre, estaño, plomo, babbits, níquel y aplicarlos no solo sobre metales, sino también sobre vidrio, cerámica, piedra y hormigón.
Los especialistas de Plakart producen revestimientos dinámicos de gas para equipos industriales (por ejemplo, en la foto, revestimiento anticorrosión de un intercambiador de calor sin desmontar). Además, suministramos instalaciones llave en mano de pulverización dinámica de gas frío (ajuste, servicio, formación).
Dependiendo de la composición del material consumible (polvo) y cambiando los modos de su aplicación, es posible obtener un recubrimiento homogéneo o compuesto con una estructura sólida o porosa y su propia tarea funcional. Esto puede ser: restaurar la geometría del producto, fortalecer y proteger el metal de la corrosión, aumentar la conductividad térmica y eléctrica del material, así como la formación de un revestimiento resistente al desgaste que puede soportar los efectos de ambientes químicamente activos, altas cargas térmicas, etc.
En la descripción de Browning de la invención, estos problemas se discuten pero no se resuelven. La salida de esta situación abre un método de pulverización en el que el polvo no se calienta hasta un estado fundido. La idea de la posibilidad de "soldadura en frío" de pequeñas partículas de metal durante su colisión a alta velocidad con una superficie sólida se expresó en la invención de Shestakov en 1967. La propuesta de soldadura en frío de partículas en un modo dinámico no fue desarrollado en ese momento.
¿Equipos para la proyección dinámica de gases fríos de metales? Porque Para implementar el régimen de aspersión en frío, se necesitaban nuevas propuestas para el diseño del conjunto de boquillas.
