Меню

Газодинамическое напыление металла оборудование своими руками

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАПЫЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

Оборудование для напыления

Предлагаем к поставке линию для напыления покрытий компании FST (Нидерланды) — пионера и одного из мировых лидеров систем напыления покрытий. 

Сайт производителя: http://www.fst.nl/

Линия для нанесение защитного покрытия, восстановление изношенных поверхностей.

Техника приобреталась за 5 000 000 USD, на сегодняшний день продается за 2 600 000 USD, в связи с реструктуризацией предприятия.

Программу поставки возможно дробить на части, но лучше конечно целиком.

Также рассматриваются варианты по установке линии целиком или по частям с долевым участием в монтаже и пусконаладке, а также обеспечением заказами данного оборудования, что несомненно более интересно в плане перспективного сотрудничества.

Работы по пусконаладке и монтажу проводятся специалистами компании FST (Голландия) производителя данного оборудования, которые также берут не себя сервисное  и гарантийное обслуживание.

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОРУДОВАНИЯ И ЕГО ОПИСАНИЕ

Системы для напыления

Электродуговое оборудование AWS-30, изготовленное по специальному заказу на производстве FST (Нидерланды), с запатентованной системой управления электрической дугой:

пистолет для напыления противокоррозионной защиты в сборе с кабелями и шлангами

устройство подачи проволок

— транспортная тележка в сборе без установленного блока управления

— источник тока V350PRO

— силовые кабели

— кабель управления

6

Газопламенное оборудование для напыления проволокой, с прецизионным управлением продуктивностью напыления:

пистолет для газопламенного напыления

консоль управления

кабели и шланги пистолета

— Пакет кабелей и шлангов для подключения

— комплект инструмента

— комплект запчастей

— консоль управления подачей газов

2

Газопламенное оборудование для напыления FST FPS для порошкового напыления, включая порошковый питатель PF-50:

— пистолет для порошкового напыления

— Воздушная насадка в сборе

— панель управления газами

— порошковый питатель PF-50

2

Камеры для напыления и абразивной очистки

Камера №1: для напыления

Камера для напыления деталей типа вал длиной до 12 метров, размеры: 16х5х4 метра. С двойными боковыми и верхними раздвижными дверями, с вентиляцией на воздушный поток 25000 м3/час, с кассетным пылесборником, оборудована вращателем с расстоянием между центрами 12 метров, для деталей весом до 10 тонн, включая: шестиосевой манипулятор IRB 2400, мобильную систему напыления HVOF HV-50 mobile, стационарно смонтированную систему плазменного напыления АР-50, два порошковых питателя PF-50. Благодаря комплекту средств автоматизации камера допускает использование всех типов электродуговых и газопламенных систем производства FST.

1

Камера №2: для напыления

Камера для напыления деталей типа вал длиной до 4,5 метров, размеры: 8х5х4 метра. С двойными боковыми и верхними раздвижными дверями, с вентиляцией на воздушный поток 20000 м3/час, с кассетным пылесборником, оборудована вращателем с расстоянием между центрами 4,5 метров, для деталей весом до 5 тонн, диаметром до 1,2 метра. Благодаря комплекту средств автоматизации камера допускает использование всех типов электродуговых и газопламенных систем производства FST.


 

1

Камера №3: для напыления

Камера для напыления шаров запорных арматур, вкладышей подшипников скольжения и иных деталей общего назначения, размеры: 5х5х4 метра. С двойными боковыми и верхними раздвижными дверями, с вентиляцией на воздушный поток 20000 м3/час, с кассетным пылесборником, оборудована вращателем FST 1000 HD с программным управлением для деталей весом до 2 тонн, включая: шестиосевой манипулятор IRB 2400, мобильную систему напыления HVOF HV-50 mobile, порошковый питатель PF-50. Благодаря комплекту средств автоматизации камера допускает использование всех типов электродуговых и газопламенных систем производства FST.

1

Камера №4: для напыления

Камера для напыления деталей турбин и авиадвигателей, размеры: 5х5х4 метра. С двойными боковыми и верхними раздвижными дверями, с вентиляцией на воздушный поток 20000 м3/час, с кассетным пылесборником, оборудована вращателем с программным управление для деталей весом до 0,5 тонн, включая: шестиосевой манипулятор IRB 2400, мобильную систему напыления HVOF HV-50 mobile, стационарно смонтированную систему плазменного напыления АР-50, два порошковых питателя PF-50. Благодаря комплекту средств автоматизации камера допускает использование всех типов электродуговых и газопламенных систем производства FST.

1

Централизированная система охлождения замкнутого цикла HGM-160/2ASX 2x

Одна система охлаждения замкнутого цикла, достаточная для одновременной работы трех систем HVOF HV-50 и двух плазменных систем АР-50.

1

Камера №5: для дробеструйной подготовки поверхности

Камера для дробеструйной обработки деталей типа вал длиной до 12 метров, размеры: 16х5х4 метра. С двойными боковыми и верхними раздвижными дверями, с встроенным пылесборником, оборудованная вращателем с расстоянием между центрами 12 метров, для деталей весом до 10 тонн, системой дробеструйной очистки нагнетательного типа.

1

Камера №6: для дробеструйной подготовки поверхности

Камера размером 5х5х4 метра для дробеструйной обработки различных деталей, с двойными боковыми и верхними раздвижными дверями, с встроенным пылесборником, оборудованная вращателем с программным управлением для деталей весом до 2 тонн, с системой дробеструйной очистки нагнетательного типа.

1

Камера №7: для дробеструйной подготовки поверхности LP2500

Камера размером 5х5х4 метра для ручной дробеструйной обработки деталей, с двойными бковыми и верхними раздвижными дверями, с встроенным пылесборником, системой дробеструйной очистки нагнетательного типа, обеспеченная средствами защиты дробеструйщика.

1

Год выпуска всего оборудования – 2008.

Полная комплектность согласно договору поставки. 

Вид упаковки производителя FST (Голландия) 

(упаковка не нарушалась)

Панели камер для напыления

Входные глушители

Выходные глушители

Перфорированные стальные пластины

Рельсы для дверей

Система HVOF

Порошковый питатель PF-50

Вращатель в сборе

Шестиосевой манипулятор IRB 2400

(запакован в деревянную конструкцию, что на заднем плане и обтянут пленкой)

Фильтровые накопители, ножи, прочие детали

Вентилятор

Переходник вентилятора, гибкий переходник, барабан

Коробка управления вентилятора

Искрогаситель

Платформа фильтра

Системы для электродугового напыления установлены на мобильных тележках, стояли в закрытом помещении и не использовались.

Системы для порошкового напыления упакованы также как и HVFO

Пистолеты ко всем системам напыления и ЗИП находятся в специальных чемоданах 

ОПИСАНИЕ СУТИ НАПЫЛЕНИЯ

Высокоскоростное сверхзвуковое газопламенное напыление (HVOF)

В основе высокоскоростного сверхзвукового газопламенного напыления лежит нагрев частиц с одновременным их ускорением и нанесением на обрабатываемую поверхность на сверхзвуковых скоростях. В качестве напыляемых материалов используются различные металлокерамические и металлические порошки. Поскольку при таком нанесении частицы не проплавляются, метод относится к холодным технологиям.

Плазменное напыление

При плазменном напылении, в качестве плазмообразующего газа используется аргон, вторичный же – гелий, водород или азот. При попадании в плазменную дугу, порошковый материал расплавляется и переносится на обрабатываемую поверхность. Там происходит его кристаллизация. Для данного вида обработки используются керамика и металлические сплавы.

Газопламенное напыление

Другой вариант газо-термического покрытия заключается в распылении проволоки в потоке сгорающего в кислороде газа. Для этих целей обычно применяется пропан или ацетилен. В этом случае, расплавленный металл переносится на поверхность, где уже происходит кристаллизация и формирование защитного слоя. Для напыления может использоваться любая проволока. Данный метод газо-термического покрытия относится к горячим.

Электродуговое металлизационное напыление

Электродуговое напыление – нагрев проволок до плавления электрической дугой и последующий перенос образовавшихся капель в сторону подложки потоком сжатого воздуха. Как правило, осуществляется в несколько проходов. Различаю два направления использования электродугового напыления: антикоррозионная защита и восстановительный ремонт. Для антикоррозионной защиты чаще всего применяют цинк или алюминий, а для восстановительного ремонта – сталь и иные сплавы.

Плазменная наплавка

Плазменная наплавка – нанесение слоя металла на поверхность посредством плазменной дуги. Для этого метода может использоваться проволока, лента или порошок. Плазмообразующий газ формирует основу плазменной дуги. Защитный — обеспечивает защиту для сварочной ванны.

Здесь вы можете найти информацию по следующим поисковым запросам:

Оборудование для напыления,газопламенное напыление оборудование,оборудование для напыления металла,газотермическое напыление оборудование,оборудование плазменного напыления,оборудование напыление алюминия,оборудование для порошкового напыления,оборудование газодинамическое напыление,оборудование для вакуумного напыления,оборудование для напыления нитрид титана,купить оборудование для напыления,россия оборудование для напыления,екатеринбург оборудование для напыления,магнитогорск оборудование для напыления,челябинск оборудование для напыления,санкт-петербург оборудование для напыления,москва оборудование для напыления,спб оборудование для напыления,с хранения оборудование для напыления,продажа оборудование для напыления,камера оборудование для напыления,каталог оборудование для напыления,бу оборудование для напыления,б у оборудование для напыления,напыление,порошковое напыление,установка напыления,напыление металла,оборудование для напыления,вакуумное напыление,металлическое напыление,плазменное напыление,напыление покрытия,напыление титаном,газопламенное напыление,напыление материалов,напыление нитрид титана,напыление коленвала,магнетронное напыление,камера напыления,газотермическое напыление,напыление алюминия,пистолет для напыления,ионное напыление,напыление валов,газодинамическое напыление,ионно плазменное напыление,титановое напыление,димет напыление,алюминиевое напыление,виды напыления,бронзовое напыление,напыление медью,хром напыление,газопорошковое напыление,газоплазменное напыление,установка плазменного напыления,напыление бетона,электростатическое напыление,напыление цилиндров,проволока для напыления,напыление иркутск,порошковое напыление металла,напыление в вакууме,электродуговое напыление,безвоздушное напыление,напыление цинка,пескоструйное напыление,графитовое напыление,хромирование напылением,напыление тонких пленок,вакуумно плазменное напыление,детонационное напыление,ионно вакуумное напыление,восстановление деталей напылением,напыление шеек коленвала,цинковое напыление,димет напыление металла,гальваническое напыление,напыление контактов,плазменное напыление металла,установка газопламенного напыления,напыление вольфрама,восстановление коленвалов напылением,установка ионно плазменного напыления,термическое напыление,высокоскоростное напыление,напыление никеля,установка напыления полиуретана,плазменное напыление покрытий,установка магнетронного напыления,вакуумное напыление нитрид титана,газовое напыление,наплавка и напыление,твердосплавное напыление,вакуумное напыление металлов,газопламенное порошковое напыление,технология плазменного напыления,хромирование методом напыления,термовакуумное напыление,pvd напыление,газопламенное напыление оборудование,газодинамическое напыление металла,металлизация напылением,плазменное напыление керамики,восстановление валов напылением,установка безвоздушного напыления,оборудование для напыления металла,напыление металла цена,методы напыления металла,напыление вала коленчатого,гидроизоляция методом напыления,газотермическое напыление оборудование,hvof напыление,холодное газодинамическое напыление,bmd 2 dd c напылением,напыление ipg 18k,напыление ангарск,электровакуумное напыление,напыление нитрита титана,вакуумное напыление хрома,оборудование плазменного напыления,напыление чугуна,напыление нержавейки,магнетрон напыление,горячее напыление,напыление коленвала восстановление шеек,установка для напыления металла,порошок для плазменного напыления,магнетронное напыление тонких пленок,метод магнетронного напыления,технология напыления металлов,лазерное напыление металла,ремонт коленвалов напылением,газопламенное напыление металла,порошковое напыление своими руками,технология вакуумного напыления,холодное напыление металла,ip напыление,аппарат для напыления металла,изготовление вакуумных установок для напыления,хромированное напыление,напыление на инструмент,газоплазменное напыление металла,газотермическое напыление цинка,плазменное напыление коленчатых валов,ремонт кровли методом напыления,купить бижутерию с напылением,установка плазменного напыления купить,метод электростатического напыления,установка газопламенная порошкового напыления,восстановление деталей газотермическим напылением,высокоскоростное газопламенное напыление,оборудование напыление алюминия,оборудование для порошкового напыления,оборудование газодинамическое напыление,установка газоплазменного напыления,пистолет для напыления гелькоута,напылением ipg 16k,корпус с напылением ipg,газопламенное напыление купить,газодинамическое напыление порошковых материалов,нитрид титановое напыление,магнетронное напыление металлов,напыление нитрид титана отзывы,газотермическое напыление алюминия,аппарат плазменного напыления,напыление металла челябинск,ионоплазменное напыление,FST оборудование для напыления,FST газопламенное напыление оборудование,FST оборудование для напыления металла,FST оборудование для напыления жидкой резины,FST газотермическое напыление оборудование,FST оборудование плазменного напыления,FST оборудование напыление алюминия,FST оборудование для порошкового напыления,FST оборудование газодинамическое напыление,FST оборудование для вакуумного напыления,FST оборудование для напыления нитрид титана,FST купить оборудование для напыления,FST россия оборудование для напыления,FST екатеринбург оборудование для напыления,FST магнитогорск оборудование для напыления,FST челябинск оборудование для напыления,FST санкт-петербург оборудование для напыления,FST москва оборудование для напыления,FST спб оборудование для напыления,FST с хранения оборудование для напыления,FST продажа оборудование для напыления,FST камера оборудование для напыления,FST каталог оборудование для напыления,FST бу оборудование для напыления,FST б у оборудование для напыления,

Порошковое напыление металла

Промышленное применение покрытий из порошков серии «Т-Термо»

Выпускаемая ООО «Технологический Центр «Техникорд» серия порошков «Т-Термо» объединяет группу порошковых материалов на основе самофлюсующихся сплавов систем Ni-Cr-B-Si и их смесей с карбидом вольфрама, и применяется для создания защитных покрытий, обладающих высоким сопротивлением абразивному изнашиванию, стойкостью против коррозии и окисления в сочетании с отличными антифрикционными свойствами при нормальных и повышенных температурах. Как известно, оптимальные свойства указанных покрытий достигаются после проведения операции их наплавки или оплавления напыленного слоя при температурах, близких к температуре ликвидуса.

Поэтому порошки серии «Т-Термо» применяются, в основном, с горелками типа ГН-2У, ГН-5П и др., предназначенными для газопорошковой наплавки или с оборудованием для напыления покрытий, в том числе с установкой МРК-10, предназначенными для газопорошковой наплавки или с оборудованием для напыления покрытий с их последующим оплавлением различными способами (газовой горелкой, печным способом, индукционным методом, концентрированными источниками энергии.

В зависимости от химического состава используемого порошка «Т-Термо», его плавление осуществляется при нагреве до 980-1100°С. При оплавлении покрытия происходит металлургическое взаимодействие между напыленным (или наплавляемым) слоем и основным металлом по типу пайки твердым припоем.

После этой операции прочность сцепления покрытия с основой может достигать 450 МПа. При этом твердость покрытия находится в диапазоне от 20 до 65 HRC, что определяется, в основном, составом порошкового материала.

Механическая обработка оплавленных слоев, в зависимости от твердости покрытий, осуществляется резанием твердосплавным инструментом или шлифованием с применением абразивного (преимущественно из зеленого карбида кремния) и алмазного инструмента.

Напыление покрытий из самофлюсующихся сплавов с их последующим оплавлением или газопорошковая наплавка могут производиться на деталях, изготовленных из металлов, температура плавления которых превышает температуру плавления покрытий. Нежелательно наносить указанные покрытия на мартенситные стали типа 20Х13…40Х13, Ni-Cr-Mo или Cr-Mo стали, требующие после оплавления изотермического отжига, а также стали, легированные алюминием, титаном, ниобием, магнием или подвергнутые химико-термической обработке.

Высокопрочные Ni-Cr-Mo или Cr-Mo стали, мартенситные стали с высоким содержанием Ni и Cr (типа 1Х12Н2ВНФ, 1Х17Н2), углеродистые и нержавеющие стали с высоким содержанием серы непригодны для напыления никелевых самофлюсующихся сплавов, требующих оплавления.

Характерными областями применения покрытий из порошков серии «Т-Термо» являются штоки и плунжеры насосов, защитные втулки и муфты валов насосов, направляющие ролики металлургической промышленности, тяговые ролики волочильных машин, запорная арматура химического и энергетического оборудования, оснастка оборудования кирпичного производства, пуансоны и формы в стекольной промышленности и др.

В частности, порошки серии «Т-Термо» широко применяются в РАО «РЖД» и на предприятиях Белорусской железной дороги при ремонте деталей подвижного состава.

Газопорошковая наплавка с использованием порошков серии «Т-Термо»

Газопорошковая наплавка с использованием порошков серии «Т-Термо»
Наплавка порошка «Т-Термо № 640» на торцевое уплотнение
Ремонт матрицы для формовки полимерной тары («Т-Термо № 20»)
Восстановление шнека экструдера для переработки полимеров («Т-Термо № 40»)

Газопламенное напыление с использованием порошков серии «Т-Термо»
Напыление покрытия «Т-Термо № 640» на плунжер насоса
Оплавление покрытия газовой горелкой (кислород-ацетилен)
Покрытие на заготовке плунжера насоса после его оплавления
Торцевое уплотнение с покрытием для работы в средах, содержащих абразив
Покрытие «Т-Термо № 20 С» на плунжерах стекольного производства
Корпус перепускного клапана с покрытим «Т-Термо № 40».
Рабочая среда – перегретый пар

Технология ДИМЕТ для ремонта штоков гидросистем автомобилей

Оборудование ДИМЕТ позволяет ремонтировать следующие повреждения
штоков: раковины, забоины, сколы, отслоения хромированных
покрытий. После ремонта поверхность штока отвечает всем эксплуатационным требованиям. По нашим оценкам порядка 70-80% дефектов штоков могут быть устранены ДИМЕТом без применения дополнительных технологий. Ниже мы рассмотрим примеры и порядок проведения восстановительных работ.   

Ремонт задира штока самосвала

Имеем задир штока гидравлической системы подъема кузова
самосвала «Dong Feng» DFL. Материал штока полированная нержавеющая сталь, не
хром. Гидравлика течет, хотя царапины не глубокие. Предварительно обработали абразивом К-00-04-16 всей царапины.

Затем составом С-01-11 на основе меди с цинком нанесем
(«напылим») покрытие. Максимальной
адгезии добиваемся последовательным нанесением сначала тонкого низкопористого слоя в режиме
«1» или «2», потом нарастим металл в режиме «3». Получили бугорок по всей бывшей царапине, сошлифуем в
размер. Шлифовка приводит к нагреву верхнего слоя покрытия, отсюда
диффузия цинка в медь.

Схожие работы выполняются при восстановлении поверхности валов больших диаметров.

Как результат – после обработки царапины на штоке
блестящая латунная полоска. Восстановленные ДИМЕТом штоки исправно работают в
гидросистемах самосвалов, сальники в порядке, течей нет.

Небольшая деталь для улучшения качества проводимых работ: в случае кривизны штоков гидроцилиндров, и большой длины
из-за которой шток не влезает в токарный станок, то хорошие результаты дает
шлифование дефектов вручную, сначала напильником, а потом наждачной бумагой.

То
же самое и для штоков рулевых реек, которые иногда лучше делать вручную, а не
на токарном станке.

 Ремонт штока гидроцилиндра

Данный шток гидроцилиндра имеет диаметр 115 мм и длину 2400 мм. Выделяем для удобства места забоев и задиров.

Абразивом обработаем проблемные участки. Напыляем порошок С-01-11 на дефектные участки. Непосредственно напыление металла завершено.

Теперь обработка. Шток гидроцилиндра шлифуем на специально
сделанном оборудовании. Габариты штоков — диаметр до 120 мм и длина до 3000 мм.

Шток после ремонта. Упаковали и приготовили к отправке
Заказчику.

Подходы к ремонту штоков гидроцилиндров схожи с проведением работ по исправлению дефектов валов в целом.

 Восстановление штока экскаватора

Голые провода под напряжением коснулись штока экскаватора. Результат
электрических разрядов – поверхность штока в разной глубины дефектах. Подшлифовали, работает нормально, однако потери и загрязнение
масла все равно есть. Значит надо восстанавливать гладкую поверхность штока,
для ДИМЕТа не слишком сложная задача.

Стандартно сначала абразивом, потом снимаем хромовое
покрытие по краям. С запасом напыляем на все пораженные электричеством участки состав
С-01-11 в режиме «3». Ремонт штока завершим мехобработкой абразивным
диском и притиром. На автопредприятии за год пять штоков восстановили,
нареканий нет.

Наряду с ремонтом штоков, ДИМЕТ успешно и эффективно проводит ремонт головок блоков цилиндров, общие рекомендации по восстановлению ГБЦ даны в разделе «Ремонт ГБЦ».

Ремонт радиаторов, бензобаков

Ремонт радиаторов охлаждения машин способом газодинамического напыления

Следующий способ, разрешающий вернуть работоспособность автомобильного радиатора, дома осуществить не окажется тем более. Его сущность содержится в том, что вовнутрь радиатора под большим давлением распыляется особый порошок, что образует на поврежденной поверхности узкий защитный слой. По окончании газодинамического напыления радиатор способен прослужить еще довольно продолжительное время.

Одним словом – автомобильный радиатор вещь нужная, дорогая и очень ласковая. И лишь от обладателя автомобиля зависит, как продолжительно он будет исправно функционировать. Ну а потом замена либо ремонт радиатора.

Сейчас вы понимаете с чего его начать и как верно сделать.

В обязательном порядке к прочтению:
  • Обстоятельства остановки транспортного средства сотрудниками ДПС в 2016 году
  • Рено Дастер либо Ниссан Террано: сравнительный тест-драйв
  • Что делать в случае если машину забрали на штрафстоянку
  • Как верно установить видеорегистратор
  • Как проверить автомобиль перед приобретением
  • Два метода тонировки фар
  • Дизельный двигатель: преимущества, правила и недостатки выбора

Устройство радиатора авто

Независимо от того, ремонт какого радиатора вам понадобился: радиатора кондиционера, радиатора системы охлаждения силового агрегата или радиатора отопления в салоне, их устройство является практически одинаковым, не учитывая, некоторых конструктивных особенностей.

Радиатор автомобиля, о ремонте которого будет идти речь далее, по сути, является набором трубок из алюминия, на которых присутствуют шайбы или пластины. Через эти трубки проходит охлаждающая жидкость, а задача радиатора заключается в том, чтобы охлаждать её, или отбирать у данной жидкости тепло.

Самые распространенные неисправности автомобильного радиатора:

  1. Засорение сердцевины радиатора.
  2. Засорение патрубков радиатора.
  3. Внешнее засорение радиаторных сот.
  4. Неисправности механического характера (повреждения патрубков, нарушение герметичности в участках крепления патрубков).

Обслуживание радиатора (внутренняя промывка и внешняя чистка) – единственное решение, которое применяют в случае его засорения.

Если же говорить о механических повреждениях, то при их появлении нужно проводить полноценный ремонт радиаторов автомобилей. Большинство таких работ, связанных с ремонтом радиаторов авто, вполне реально сделать своими руками.

Виды и типы радиаторов

Виды радиаторов по месту применения:

  • Радиатор охладительной системы. Нужны для поддержания рабочей температуры мотора автомобиля в безопасны параметрах, путем охлаждения жидкости при контакте с внешней средой;
  • Радиатор отопления. Нужны для поддержания более высоких температур внутри салона авто;
  • Радиаторы в системе кондиционирования воздуха — отвечают за охлаждение воздуха, циркулирующего в системе;
  • Радиатор интеркулера. Отвечает за охлаждение воздуха, который подаётся посредством наддува в турбированные моторы. Таким путем повышается рабочая плотность;
  • Радиаторы испарителя, интегрированы в систему кондиционирования. Призваны расширять хладагент и нагнетать охлажденный воздух в салон;
  • Масляные радиаторы. Отвечают за охлаждение масел, подаваемых в двигатель или трансмиссию (это необходимо для повышения вязкости масел).

Типы по материалу изготовления:

  • Из алюминия. Бывают двух видов, различаемых по конструкции: трубки, насаженные на пластины, баки пластиковые или сплюснутые трубки, между которыми закреплены ленты, бачки пластиковые;
  • Из латуни и меди. Конструкция: трубки обычно выполняются из меди, бачки из латуни. Сама конструкция не сборная, а паяная.

Ремонт радиаторов охлаждения машин при помощи особых средств

В случае если же автомобиль перегревается , а долитая охлаждающая жидкость куда-то уходит, то без ремонта радиатора охлаждения автомобиля не обойтись. И снова же вначале стоит постараться решить проблему самостоятельно и лишь позже прибегать к помощи экспертов, для которых ремонт радиаторов охлаждения машин есть главным занятием. Значительно чаще радиатор перестает подобающим образом делать собственные обязанности по причине того, что в нем появляется маленькая течь. Вот ее и предстоит найти

Особенное внимание стоит выделить местам соединения металла и пластика

Как раз они в большинстве случаев оказываются самым не сильный звеном. В случае если повреждение не через чур громадно, то для его устранения возможно воспользоваться простым герметиком либо особой жидкостью для восстановления радиатора. Благо, что выбор аналогичных средств на данный момент весьма велик. Конечно, что пользоваться выбранным средством стоит строго выполняя инструкцию. Восстановитель радиатора, к примеру, нужно будет залить в совокупность охлаждения.

Появившаяся смесь при взаимодействии с воздухом обязана закупорить все появившиеся трещины.

Течь автомобильного радиатора

Этот метод ремонта, но, нельзя считать панацеей от всех бед. Подходит он только для устранения маленьких трещин. К тому же некачественная химия, и неумелое ее применение, может не только не решить проблему, но и усугубить ее.

В лучшем случае проблему удастся устранить на какое-то время, в нехорошем – вы всю совокупность охлаждения двигателя. Придется раскошеливаться на новый радиатор.

Ремонт

Ремонт радиатора автомобиля своими руками начинается с проверки уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке. В разных автомобилях он располагается по-разному, но учитывая то, что антифриз или тосол нужно подливать периодически (при правильном функционировании системы охлаждения двигателя, отсутствии течи  патрубков или других элементов, охлаждающую жидкость доливают, около 1-го литра, раз в 6-9 месяцев). Проблемы с нахождением расширительного бочка не должно возникнуть. Практически на каждом расширительном бочке есть метки min и max, которые соответственно обозначают минимальное и максимальное возможное количество жидкости в системе охлаждения. При низком уровне жидкости ее  нужно долить до максимального показателя. Также стоит отметить, что современные автомобили очень восприимчивы к тому, какое вещество залито в систему охлаждения: если она представлена водой, то иногда это приводит к выходу из строя помпы. При постоянном уменьшении уровня жидкости в системе нужно осмотреть патрубки и радиатор на наличие течи.

Нужно проверить поврежденные участки радиатора и устранить их течь

Запросы автовладельцев

Ремонт системы охлаждения автомобиля, частью которой является радиатор, одна из самых востребованных услуг в практике авторемонта. И это неудивительно: детали системы охлаждения работают в очень напряженных условиях, которые отличаются высокой температурой и давлением. Собственно радиатору тоже достается немало: его атакует встречный поток воздуха и мелкие камни, иногда сердцевину радиатора повреждают лопасти вентилятора, или просто возникают микротрещины от старости.

Ремонт радиаторов системы охлаждения – технологически сложная процедура, выполняемая обычно с помощью аргонно-дуговой сварки

Критически важное значение имеет квалификация сварщика, так как он имеет дело с очень деликатными и тонкостенными деталями, повредить которые очень просто. Другая проблема касается бачков, расположенных с двух сторон от сердцевины радиатора

Их обычно изготавливают из термостойкой пластмассы, но и она иногда не выдерживает. Бачки лопаются, и в них появляется течь. Если такая неисправность вовремя не обнаружена, возможен критический перегрев двигателя. Ремонт автомобильного пластика в этом случае можно доверить лишь опытному профессионалу автосервиса.

Как ремонтировать радиатор автомобиля, ремонт радиатора автомобиля своими руками

Иногда в практике автолюбителя может возникнуть проблема с радиатором — составной частью системы охлаждения любого автомобиля.

Причин может быть множество — это и срыв болтов крепления радиатора, трещины и испарение охлаждающей жидкости, испортились резиновые прокладки, деформация пластиковых бочков или сердцевины, выход из строя сот, разморозка радиатора или его плохое качество. В таком случае необходимо провести ремонт радиатора автомобиля, о чем мы вам и расскажем в этой статье.

В каких случаях и как ремонтировать радиатор автомобиля?

В случае, когда вам все таки пришлось ремонтировать радиатор автомобиля, для начала нужно проверить уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке. При нормальной работе радиатора раз в 6-8 месяцев доливают около одного литра охлаждающей жидкости. Почти на всех бочках находятся метки min и max, обозначающие минимум и максимум жидкости в системе охлаждения. Соответственно при низком уровне жидкости ее нужно долить до максимального значения. Если уровня жидкости в системе быстро достигает минимальной отметки, то необходимо осмотреть на наличие течи радиатор вашего автомобиля и его части.

Стоит обратить внимание на патрубки радиатора, их целостность и диаметр, состояние предохранительного клапана, если патрубок слишком мягкий при нагретом двигателе, с осторожностью во избежание ожогов. Необходимо проверить резиновые уплотнители на разбухание и при необходимости их заменить.

Ремонт патрубков

Если вы находитесь в дороге или у вас нет возможности полностью заменить испорченные патрубки, можно использовать герметик, нанеся его на поврежденные участки. Наматывание изоленты так же может помочь в некоторых случаях. Поверх поврежденного шланга можно надеть разрезанный вдоль шланг обжав его проволокой, дополнительным хомутом или веревкой. О гарантии и длительном сроке такого ремонта патрубков сложно сказать, по этому при первой возможности следует посетить СТО. Утечка жидкости может происходить в сотах радиатора, так же из-за микротрещин.

Виды ремонта радиатора

    На практике используются следующие виды ремонта радиатора:

  • Химические добавки.
  • Небольшие трещины и утечку антифриза можно устранить с помощью специальных химических средств для восстановления радиатора. Принцип их работы заключается в том, что средство залитоев систему охлаждения при соприкосновении с воздухом закупоривает места протечки изнутри. Некачественный восстановитель может только навредить, засорив всю систему радиатора. Но даже качественное средство устраняет течь лишь временно.

  • Холодная сварка
  • Вещество, которое имеет свойства пластилина и затвердевающее через несколько минут после его применения. При использовании рекомендуется обезжирить и очистить поврежденный участок.Когда место повреждения слишком большое, можно использовать лист метала так же залепив края такой сваркой.

  • Смесь эпоксидной смолы и затвердителя.
  • Смесь заливается в испорченные соты, после чего равномерно распределяется при помощи маленького шпателя.

  • Сварка и пайка.
  • Ремонтируя радиатор таким способом, нужно слить из него всю жидкость.
    Площадь восстановления рекомендуется очистить, после чего припаяв небольшой лист латуни с помощью. Для этого необходимы паяльник и горелка.

  • Замена трубок радиатора.
  • Для того чтобы вытащить трубки из бака необходимо разогреть припой который их держит до состояния мягкости. После этого нужно вместо демонтированной испорченной трубки припаять новую. Минус такого метода это воздействие высоких температур на всю систему радиатора, что может привести к его внутренней деформации.

  • Аргоновая сварка.
  • Использование присадочного материала в виде алюминиевой сварочной проволоки позволяет избежать нагревания радиатора, к тому же места такой сварки не подвержены окислению, но для ремонта такого типа необходимо специальное оборудование.

  • Газодинамическое напыление.
  • Специальный порошок прогоняется с высокой скоростью внутри радиатора, в результате образуя покрытие размером 1-1,5мм на поврежденной части радиатора. Такой ремонт возможен только в специальных мастерских с соответствующим оборудованием.

Существует множество способов ремонта радиаторов и любой их них имеет свои плюсы и минусы. В одних случаях это будет всего лишь временный ремонт, а в других на долгий срок. Но если вы по какой-либо причине сомневаетесь, тогда позвольте специальным мастерским восстановить радиатор вашего автомобиля.
Если радиатор поврежден после аварии, тогда будет правильнее купить новый.


Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:

покрытие металла слоем цинка для защиты от коррозии. Подходит для ровных или с небольшим изгибом поверхностей, не подверженных механическим воздейс

ⓘ Цинкование

Цинкование — покрытие металла слоем цинка для защиты от коррозии. Подходит для ровных или с небольшим изгибом поверхностей, не подверженных механическим воздействиям. Метод защиты основан на следующем принципе. Большинство металлов окисляются на воздухе, при этом на поверхности металла образуется плотная защитная плёнка из соединений окисленного металла. Эта плёнка препятствует проникновению кислорода вглубь металла и таким образом останавливает дальнейшее окисление металла. Однако в случае железа процесс происходит иначе. Образующиеся соединения окисленного железа имеют больший объём по сравнению с первоначальным металлом, в результате образующаяся плёнка гидроксидов сразу же разрушается и получается рыхлой. Такая рыхлая, неплотная и непрочная плёнка свободно пропускает кислород вглубь к неокисленному металлу, и процесс его окисления продолжается. Железо неспособно защитить себя от дальнейшего окисления, так образуется ржавчина. Если покрыть железо слоем металла, образующего защитную плёнку, например оловом или цинком, то их защитная плёнка не пропустит кислород как к металлу покрытия, так и к железу, находящемуся под покрытием. Следовательно, железо будет защищено от коррозии. И цинкование, и лужение работают примерно одинаково, отличия будут в случае, если повредить покрытие в месте коррозии и обнажить железо. Цинк и железо образуют гальваническую пару, в которой железо является менее активным металлом, в результате цинк в составе покрытия вступает в реакции коррозии первым, а основной металл остаётся практически «нетронутым». Олово и железо тоже образуют гальваническую пару, однако в ней железо будет более активным металлом, в результате олово многократно ускорит процесс коррозии железа в месте повреждения покрытия.

Толщина цинкового слоя зависит от температуры и продолжительности процесса цинкования и колеблется от 6 мкм для гальванического цинкования до 1.5 мм.

Напыление и наплавка покрытий — LiveJournal

Тема конференции: «Координация действий участников российского рынка энергетического оборудования, нацеленных на создание инновационных решений для повышения эффективности в области генерации электрической и тепловой энергии».

Повестка конференции

В топливно-энергетическом комплексе России существует ряд факторов, ограничивающих спрос на инновации со стороны энергокомпаний – это неочевидная экономическая мотивация для энергокомпаний к внедрению инновационных решений, дефицит проработанных экономически оправданных решений для внедрения, разрыв между предложениями научных коллективов и потребностями производителей, потребителей. Скорость внедрения инновационных решений обусловлена сложностью координации цепочки от разработки до модернизации оборудования.

Минэнерго России, Минпромторг России, институты развития реализуют комплекс практических мер по организационной и финансовой поддержке создания и внедрения инновационных решений для энергетической отрасли. Вызовы, стоящие сейчас перед отраслью требуют доработки энергетической стратегии, выработки приоритетов научно-технического развития. Опережающее развитие российских критических энергетических технологий, реализация инструментов государственной поддержки приоритетных направлений развития в энергетике требуют более активного взаимодействия между различными участниками рынка.

Данная конференция посвящена координации действий разработчиков инновационных решений, инжиниринговых компаний, производителей и потребителей энергетического оборудования, профильных министерств и институтов развития с целью сокращения времени разработки и внедрения востребованных отраслью инновационных решений. Участники приглашены к открытой дискуссии для определения востребованных и перспективных инновационных решений повышения эффективности для объектов генерации, обсуждения государственной политики в области стимулирования инноваций и импортозамещения, действенных инструментов поддержки для сокращения сроков внедрения инновационных решений в отрасли.

Программа конференции

13:30 Регистрация участников, приветственный кофе
14:00 — 15:30
Панельная дискуссия

Основные драйверы спроса на инновационные решения в отрасли. Действующие механизмы государственной поддержки развития востребованных инноваций и развития производства инновационного оборудования в России. Опыт совместных действий по созданию и внедрению технологий повышения эффективности генерации электрической и тепловой энергии.

К участию в дискуссии приглашены:

Кравченко В.М., Заместитель Министра энергетики России

Никитин Г.С., Первый заместитель Министра промышленности и торговли России

Яковлев В.Г., Генеральный директор ОАО «Мосэнерго»

Шаров Ю.В., Заместитель председателя правления ОАО «Интер РАО ЕЭС», руководитель Центра капитального строительства и инжиниринга, Президент Национальной ассоциации инжиниринговых компаний (НАИК)

Каплун А.А., Заместитель Генерального директора ОАО «РАО ЭС Востока»

Абдушукуров А.Ф., Вице-президент, Заместитель Генерального директора по операционной деятельности ОАО «Фортум»

Карцев А.А., Директор по развитию бизнеса ОАО «Э.ОН Россия»

Петреня Ю.К., Заместитель генерального директора ОАО «Силовые машины»

Михайлов С.Е., Заместитель генерального директора ОАО «ТЭК Мосэнерго»

Мартин Гитзельс, Генеральный директор ООО «Сименс НИЦ»

Гринченко Д.В., Управляющий Фондом поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности «Энергия без границ»

Козлов М.В., Заместитель генерального директора «Русгидро интернешнл»

Гераськин В.В., Генеральный директор ЗАО «Плакарт»

Буйдов А.Ю., Генеральный директор инжиниринговой компании «Р.В.С.»

Модератор дискуссии:

Грачев Н.С., Вице-президент Фонда «Сколково», Исполнительный директора кластера энергоэффективных технологий
15:30 — 16:30
Открытая дискуссия

Совместные действия потребителей инноваций в энергетической отрасли, разработчиков инновационных решений, производителей оборудования и институтов развития по внедрению инновационных решений для повышения эффективности генерации.

Предложенные темы для выступлений и вопросов в открытой дискуссии:

Опыт внедрения разработок и продуктов инновационных предприятий в производство энергетического оборудования, эксплуатация в энергокомпаниях
Вовлечение участников рынка к разработкам инновационных продуктов для повышения эффективности процессов в генерации
Проблемы взаимодействия участников рынка по разработке и внедрению инновационных технологий в отрасли
О роли Фонда Сколково и институтов развития в поддержке разработки инновационных продуктов для отрасли
Модератор дискуссии:

Тыкучинский М.А., Директор по развитию, Кластер энергоэффективных технологий Фонда «Сколково»
Скибин А.В., Руководитель направления энергетика, Кластер энергоэффективных технологий Фонда «Сколково»
Для регистрации на мероприятие перейдите по ссылке.
9 апреля 2015 года ЗАО «Плакарт» примет участие в конференции на территории технопарка «Сколково»

Тема конференции: «Координация действий участников российского рынка энергетического оборудования, нацеленных на создание инновационных решений для повышения эффективности в области генерации электрической и тепловой энергии».

Повестка конференции

В топливно-энергетическом комплексе России существует ряд факторов, ограничивающих спрос на инновации со стороны энергокомпаний – это неочевидная экономическая мотивация для энергокомпаний к внедрению инновационных решений, дефицит проработанных экономически оправданных решений для внедрения, разрыв между предложениями научных коллективов и потребностями производителей, потребителей. Скорость внедрения инновационных решений обусловлена сложностью координации цепочки от разработки до модернизации оборудования.

Минэнерго России, Минпромторг России, институты развития реализуют комплекс практических мер по организационной и финансовой поддержке создания и внедрения инновационных решений для энергетической отрасли. Вызовы, стоящие сейчас перед отраслью требуют доработки энергетической стратегии, выработки приоритетов научно-технического развития. Опережающее развитие российских критических энергетических технологий, реализация инструментов государственной поддержки приоритетных направлений развития в энергетике требуют более активного взаимодействия между различными участниками рынка.

Данная конференция посвящена координации действий разработчиков инновационных решений, инжиниринговых компаний, производителей и потребителей энергетического оборудования, профильных министерств и институтов развития с целью сокращения времени разработки и внедрения востребованных отраслью инновационных решений. Участники приглашены к открытой дискуссии для определения востребованных и перспективных инновационных решений повышения эффективности для объектов генерации, обсуждения государственной политики в области стимулирования инноваций и импортозамещения, действенных инструментов поддержки для сокращения сроков внедрения инновационных решений в отрасли.

Программа конференции

13:30 Регистрация участников, приветственный кофе
14:00 — 15:30
Панельная дискуссия

Основные драйверы спроса на инновационные решения в отрасли. Действующие механизмы государственной поддержки развития востребованных инноваций и развития производства инновационного оборудования в России. Опыт совместных действий по созданию и внедрению технологий повышения эффективности генерации электрической и тепловой энергии.

К участию в дискуссии приглашены:

Кравченко В.М., Заместитель Министра энергетики России

Никитин Г.С., Первый заместитель Министра промышленности и торговли России

Яковлев В.Г., Генеральный директор ОАО «Мосэнерго»

Шаров Ю.В., Заместитель председателя правления ОАО «Интер РАО ЕЭС», руководитель Центра капитального строительства и инжиниринга, Президент Национальной ассоциации инжиниринговых компаний (НАИК)

Каплун А.А., Заместитель Генерального директора ОАО «РАО ЭС Востока»

Абдушукуров А.Ф., Вице-президент, Заместитель Генерального директора по операционной деятельности ОАО «Фортум»

Карцев А.А., Директор по развитию бизнеса ОАО «Э.ОН Россия»

Петреня Ю.К., Заместитель генерального директора ОАО «Силовые машины»

Михайлов С.Е., Заместитель генерального директора ОАО «ТЭК Мосэнерго»

Мартин Гитзельс, Генеральный директор ООО «Сименс НИЦ»

Гринченко Д.В., Управляющий Фондом поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности «Энергия без границ»

Козлов М.В., Заместитель генерального директора «Русгидро интернешнл»

Гераськин В.В., Генеральный директор ЗАО «Плакарт»

Буйдов А.Ю., Генеральный директор инжиниринговой компании «Р.В.С.»

Модератор дискуссии:

Грачев Н.С., Вице-президент Фонда «Сколково», Исполнительный директора кластера энергоэффективных технологий
15:30 — 16:30
Открытая дискуссия

Совместные действия потребителей инноваций в энергетической отрасли, разработчиков инновационных решений, производителей оборудования и институтов развития по внедрению инновационных решений для повышения эффективности генерации.

Предложенные темы для выступлений и вопросов в открытой дискуссии:

Опыт внедрения разработок и продуктов инновационных предприятий в производство энергетического оборудования, эксплуатация в энергокомпаниях
Вовлечение участников рынка к разработкам инновационных продуктов для повышения эффективности процессов в генерации
Проблемы взаимодействия участников рынка по разработке и внедрению инновационных технологий в отрасли
О роли Фонда Сколково и институтов развития в поддержке разработки инновационных продуктов для отрасли
Модератор дискуссии:

Тыкучинский М.А., Директор по развитию, Кластер энергоэффективных технологий Фонда «Сколково»
Скибин А.В., Руководитель направления энергетика, Кластер энергоэффективных технологий Фонда «Сколково»
Для регистрации на мероприятие перейдите по ссылке.
http://sk.ru/events/2544.aspx

ΆZvy3 | 6rPJ @ | -a! J7bL $ o} `d {rpGq> U_ + 3) (sd! IUB) Ϙm8-4X! A3Ğe2RC՞ FhB) Rӆ5VVѥ9hv ?. 褻 Ϝ s: Zq: Ɉt_8HO
конечный поток
эндобдж
26 0 объект
> / XObject >>> / Contents 25 0 R / Родительский 6 0 R >>
эндобдж
28 0 объект
> поток
x} PMK1 = y {G | n * kCF] ݂ H {; Y * Tyd & y / = _ gvI «+ dyQ IH9o`ÎC @ zoeb: * 6ˢH:» y:} g (Eyp0y`z: e ~ ʮ; Y : z
4ғ {5Fj: ZhfbtLkͽf4; y ר OL
LF
конечный поток
эндобдж
29 0 объект
> / XObject >>> / Contents 28 0 R / Родительский 6 0 R >>
эндобдж
31 0 объект
> поток
x} PMK @ 6c = Mv7U- k
* yo | 9 (% m5k1y & ܗ B eE 㞽 GQ9 # 8q * / CÂURR`2 ؐ 4 *! QҔmgH [h) Bxyf = ˘dhM] Gg-6GhB) R = 4VVLi ~ ߵ> 褻 Ϝ t ~ t} bHJ
конечный поток
эндобдж
32 0 объект
> / XObject >>> / Contents 31 0 R / Родительский 6 0 R >>
эндобдж
34 0 объект
> поток
x} PMK1 = x {GN> w * kCF] ݂ H {; Y * Tyd & y / = _ g $ WH9o +> (88Fm @ h «| ፇ rŴV, Xb, Fj4H ^ B2 / Ske # !, SOs: Zw ‘: I_GJ- = ) * ^ cv * ‘FGϴkhFw:; 1ȴP; G
конечный поток
эндобдж
35 0 объект
> / XObject >>> / Contents 34 0 R / Родительский 6 0 R >>
эндобдж
37 0 объект
> поток
x} PMK067 / q = I ^ Kk8vA, {;) ̼7_ {J DT ^: q {Xť ‰ dey ‘; eᫀ «C.% ~ rSS! Ba73 ׁ J «+ $ n

(PDF) Влияние подготовки поверхности импульсной гидроабразивной струей на адгезионную прочность алюминиевых покрытий, напыленных методом холодного газодинамического напыления

4. П. Ричер, Б. Йодоин, Л. Айдельштайн и Э. Дж. Лаверниа , Substrate

Влияние шероховатости и толщины на нанокристаллические покрытия, нанесенные холодным напылением

Al-Mg покрытия, J. Therm. Spray Technol., 2006, 15 (2), стр. 246-254

5. Т. Шмидт, F. Ga

Эртнер, Х. Ассади и Х. Крей, Разработка

окна обобщенных параметров для холодного напыления,

Acta Mater., 2006, 54 (3), p 729-742

6. Х. Ассади, Ф. Га

Эртнер, Т. Столтенхофф и Х. Крей, Бондинг

Механизм напыления холодным газом, Acta Mater., 2003, 51 (15), стр.

4379-4394

7. Дж. Ву, Х. Фанг, С. Юн, Х. Ким и К. Ли, Феномен отскока

при кинетическом напылении, Scr. Mater., 2006,

54 (4), p 665-669

8. T. Hussain, D.G. Маккартни, П. Шипвей и Д. Чжан,

Механизмы склеивания при холодном напылении: вклад

Металлургических и механических компонентов, Дж.Therm. Spray

Technol., 2009, 18 (3), p 364-379

9. S. Vezzu

`, S. Rech, E. Vedelago, G.P. Занон, Г. Алфео, А. Шиалпи,

и Р. Хуанг, О нанесении покрытий из васпалоя холодным распылением

, Surf. Eng., 2014, 30 (5), p 342-351

10. А. Ф. Харрис, А. Биверс, Влияние пескоструйной обработки на свойства поверхности

на адгезию, Клеи. Адгес., 1999, 19, с. 445-

452

11. М.Ф. Бахбоу, П. Найл

´n и Дж.Вигрен, Влияние пескоструйной обработки

и угла распыления на адгезионную прочность плазменного напыляемого покрытия

, J. Therm. Spray Technol., 2004, 13 (4), p 508-514

12. T.D.B. Джейкобс, К. Райан, П. Китинг, Д.С.Гриерсон, Дж.

Lefever, K.T. Тернер, Дж. Харрисон и Р.В. Карпик,

Влияние шероховатости в атомном масштабе на адгезию наноразмерных шероховатостей

: совместное моделирование и экспериментальное исследование

gation, Tribol.Lett., 2013, 50 (1), p 81-93

13. W. Cheng, P.F. Данн, Р. Брач, Влияние шероховатости поверхности

на адгезию микрочастиц, J. Adhes., 2002, 78 (11), стр. 929-965

14. M.M. Виджай, А.Х. Тиеу, В. Ян и Б.Р. Дэниелс, США, Па-

, палатка

— Метод и устройство для подготовки поверхностей с помощью импульсной гидроабразивной машины с высокой частотой

, США 8,550,873 В2, 2013 г.

15. M.M. Виджай, «Патент США — Устройство и способ подготовки поверхности

с использованием частицы покрытия, захваченной в импульсной водяной струе

или Airjet», США 8,389,066 B2, 2013

16.Карими А., Мартин Дж. Кавитационная эрозия материалов.

Матер. Rev., 1986, 31 (1), p 1-26

17. T. Marrocco, D.G. Маккартни, П. Шипвей и А.Дж. Sturgeon,

Добыча титановых месторождений с помощью динамического напыления холодного газа:

Численное моделирование и экспериментальная характеризация, J.

Therm. Spray Technol., 2006, 15 (2), p 263-272

18. Т. Столтенхофф, К. Борчерс, Ф. Га

Эртнер и Х. Крей,

Микроструктуры и ключевые свойства холодного напыления и Ther-

Мелкораспыленные медные покрытия, Surf.Пальто. Technol., 2006,

200 (16-17), p 4947-4960

19. C. Borchers, F. Ga

¨rtner, T. Stoltenhoff, H. Assadi, and H. Kreye,

Microstructural и макроскопические свойства медных покрытий

, нанесенных холодным напылением, J. Appl. Phys., 2003, 93 (12), p 10064

20. В. Лузин, К. Спенсер, М.-Х. Чжан, Остаточное напряжение и

Термомеханические свойства металлических покрытий методом холодного напыления,

Acta Mater., 2011, 59 (3), стр. 1259-1270

21.М. Салех, В. Лузин, К. Спенсер, Анализ остаточного механического напряжения

и механизма связывания в методе холодного напыления

Использование экспериментальных и численных методов, Surf. Пальто. Тех-

№, 2014, 252, с 15-28

22. Т.С. Цена, P.H. Шипвей, Д. Маккартни, Влияние холода

Нанесение титанового покрытия распылением на усталостные характеристики титанового сплава

, J. Therm. Spray Technol., 2006, 15 (4), p 507-512

23. Т. Хуссейн, Холодное напыление титана: обзор механизмов склеивания

Механизмы, микроструктура и свойства, Key Eng.Mater.,

2012, 533 (2013), стр. 53-90

Journal of Thermal Spray Technology Volume 24 (6) август 2015—993

Peer Reviewed

Metal Spray, металлический спрей, металлический спрей, металлический спрей

Если вы покупаете металлический спрей Houston Tx и хотите узнать о его функциях, то вы попали в нужное место. Металлическое напыление также известно как термическое напыление и включает нанесение металлического покрытия на самые разные поверхности. Он будет использовать распыление расплавленных частиц.В этой статье будут описаны различные стили напыления металла. Эти стили включают напыление пламенем, напыление проволочной дугой, плазменное напыление, холодное напыление и некоторые другие.

Металлическое напыление

Этот процесс очень универсален. Из-за этого у вас есть много вариантов. Ваш выбор подложек, что означает нижележащее вещество или слой, можно увидеть в списке ниже.

Выбор субстрата:

  • Алюминий
  • Сталь и нержавеющая сталь
  • Медь
  • бронза

У вас также есть выбор материала покрытия, который наносится на основу в форме провода или провода.

Выбор материала покрытия:

  • Карбиды вольфрама
  • Нержавеющая сталь
  • Керамика (например, оксид алюминия, оксид хрома, диоксид циркония и диоксид титана)
  • Карбиды никеля и хрома
  • Чистые металлы, такие как цинк, алюминий и медь

Распыление пламенем

Распыление пламенем — это промышленный процесс нанесения покрытия, который состоит из пламени высокого давления и материала покрытия. Материал покрытия обычно имеет форму порошка или проволоки.Он распыляется с высокой скоростью, поэтому он тает. После завершения напыление пламенем помогает улучшить характеристики компонента.

Холодное напыление

Холодное напыление отличается от покрытия термическим напылением тем, что материалы покрытия не плавятся под воздействием теплового источника. Вместо этого мы используем газ под высоким давлением. Затем он наносится на порошковый материал, чтобы помочь ему достичь критической скорости. После этого сверхзвуковой газообразный азот и / или гелий продвигает частицы твердого порошка на компонент с высокой скоростью.Холодное напыление гарантирует практически полное отсутствие окисления во время процесса и очень плотное покрытие. Он используется в аэрокосмической, медицинской и электронной промышленности.

Плазменное покрытие

Плазменное покрытие — это когда зажигается электрическая дуга, и газы внутри нее ионизируются, превращаясь в шлейф горячей плазмы. Когда материал покрытия перемещается через газовый шлейф, он расплавляется на подложке в виде теплового распыления. Это образует плазменное покрытие. Результаты воспроизводимы и предсказуемы благодаря точному регулированию приложенного тока.Расстояние от плазменной пушки до подложки поддерживает контролируемую температуру термического напыления компонента, которая обычно находится в диапазоне (от 100 ° F до 500 ° F). При использовании плазменного покрытия у вас также будет выбор материалов для покрытия, таких как металлические сплавы, керамика и карбиды. Зона слабого воздействия тепла и, следовательно, низкое искажение компонентов. Этот процесс может быть полностью автоматическим с помощью робототехнического оборудования.

Проволочно-дуговое напыление

Проволочно-дуговое напыление — это форма термического напыления, при которой в распылительный пистолет подаются две расходуемые металлические проволоки.Затем провода заряжаются, и между ними возникает дуга. Тепло от дуги расплавит входящую проволоку. Это увлечет струю воздуха из пистолета. Как только это началось, расплавленное сырье наносится на подложку с помощью сжатого воздуха. Используйте этот процесс для тяжелых металлических покрытий.

Другие методы напыления металла

Если вам все еще интересно, есть еще больше стилей напыления металла. Это включает в себя детонационное распыление, теплое распыление и HVAF или HVOF.

HVOF — это высокоскоростное кислородно-топливное покрытие. HVAF — высокоскоростное воздушное топливо. Теплое распыление очень похоже на холодное, но с некоторыми изменениями. Для взрыва используется пороховой заряд.

Почему Fusion, Inc.?

Фьюжн Хьюстон

Fusion, Inc., основанная в Хьюстоне в 1959 году. Это мастерская, специализирующаяся на механической обработке, нанесении покрытий, шлифовании, вращении и возвратно-поступательном движении компонентов. У нас есть полный спектр O.D. — (до 96 дюймов поворота x 37 футов) и вертикального шлифования (80 дюймов поворота x 70 дюймов под рельсом и 48 дюймов хода) с грузоподъемностью 80 000 #.Наш более чем 100-летний опыт в области проектирования, продаж и технических возможностей означает, что мы можем предоставить вам услуги высочайшего качества.

Покрытие распылением — не единственная услуга, которую Fusion, Inc. предлагает вам. Они также выступают:

  • Обработка и шлифование
  • Покрытия HVOF (высокоскоростное кислородное топливо)
  • Покрытия двойной дуги
  • Покрытия для проводов горения
  • И, конечно же, плазменные покрытия

Если вы хотите узнать, кто из руководителей высшего звена, вы можете поговорить с их вице-президентом и старшим по продажам.Томас Нидербергер — вице-президент по продажам и обслуживанию клиентов, с ним можно связаться по адресу [email protected] Джефф Феннер — старший директор по продажам и маркетингу, с ним можно связаться по адресу [email protected]

Усердно работающий эксперт Fusion, Inc.

Все о Хьюстоне

Fusion, Inc. находится в Хьюстоне, Техас.

  • Хьюстон — крупнейший город Техаса с населением более 2 миллионов человек.
  • Из-за этого подсчет населения делает Хьюстон четвертым по численности населения городом в США.С.
  • Хьюстон был основан 30 августа 1836 года двумя братьями. Их звали Август Чепмен Аллен и Джон Кирби Аллен.
  • Жители города говорят на более чем 145 языках. Он очень этнически разнообразен.
  • Восемь округов находятся в Объединенной статистической зоне метрополитена Хьюстон-Галвестон-Бразория (Houston CMSA). Бразория, Чемберс, Форт-Бенд, Галвестон, Харрис, Либерти, Монтгомери и Уоллер.
  • MSA Хьюстон-Вудлендс-Шугар Лэнд занимает территорию площадью 10 062 квадратных миль.
  • Хьюстон может похвастаться множеством спортивных команд-победителей чемпионатов, таких как Astros и Rockets.

Чтобы узнать больше о Хьюстоне, вы можете посетить их официальный правительственный веб-сайт здесь.

Обращение в Fusion, Inc.

Fusion Inc. находится по адресу 6911 Fulton, Houston, Texas. Мы занимаем мостовой кран площадью 65 000 квадратных футов, который был построен на площади около 4 акров. Объект имеет грузоподъемность до 40 тонн или 80 000 фунтов.

6911 Fulton Street Houston, TX 77022
Телефон: (713) 691-6547
Факс: (713) 699-1003
Интернет: www.FusionHouston.com

Теперь, когда вы узнали о различных видах металлического напыления, вы можете лучше рассмотреть свои варианты. Что вы узнали? Кроме того, вам нужны наши услуги? Если у вас возникнут дополнительные вопросы, обращайтесь к профессионалам, указанным выше. Они определенно знают больше по этой теме. Вы будете в полной безопасности и проинформированы их квалифицированными специалистами.

Наконец, мы хотели бы поблагодарить вас за посещение нашего сайта и за то, что узнали о нашей замечательной компании.Что бы вам ни понадобилось, мы можем вам помочь! Выберите Fusion, Inc. для всех ваших потребностей в напылении металла!

Пора приготовиться к металлическому спрею Houston Tx !

IRJET-Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте.

IRJET приглашает статьи из различных инженерных и технологических дисциплин, научных дисциплин для Тома 8, выпуск 5 (май-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 5, Май 2021 г. Публикация продолжается …

Обзор статей


Получено IRJET «Импакт-фактор научного журнала: 7.529 «на 2020 г. Май-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8 Выпуск 5, май 2021 Публикация в процессе …

Обзор статей


Получено IRJET «Фактор влияния научного журнала: 7.529 «на 2020 г. Май-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8 Выпуск 5, май 2021 Публикация в процессе …

Обзор статей


Получено IRJET «Фактор влияния научного журнала: 7.529 «на 2020 г. Май-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8 Выпуск 5, май 2021 Публикация в процессе …

Обзор статей


Получено IRJET «Фактор влияния научного журнала: 7.529 «на 2020 г. Май-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8 Выпуск 5, май 2021 Публикация в процессе …

Обзор статей


Получено IRJET «Фактор влияния научного журнала: 7.529 «на 2020 г. Май-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8 Выпуск 5, май 2021 Публикация в процессе …

Обзор статей


Получено IRJET «Фактор влияния научного журнала: 7.529 «на 2020 г. Май-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8 Выпуск 5, май 2021 Публикация в процессе …

Обзор статей


Получено IRJET «Фактор влияния научного журнала: 7.529 «на 2020 г. Май-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8 Выпуск 5, май 2021 Публикация в процессе …

Обзор статей


Получено IRJET «Фактор влияния научного журнала: 7.529 «на 2020 г. и магнитные свойства

Основные моменты

Порошок FeSiAl с никелевым покрытием был использован для изготовления магнитомягкого композитного покрытия методом холодного напыления.

Более высокая удерживаемость частиц FeSiAl была достигнута за счет предварительного нагрева частиц.

Изучены трибологические характеристики композитных покрытий Ni / FeSiAl с предварительным нагревом частиц.

Магнитно-мягкие характеристики были улучшены при более высоких температурах предварительного нагрева частиц.

Обсуждается эффект термического размягчения предварительно нагретых композитных частиц.

Реферат

Низкая удерживаемость армирующих частиц в функциональных композитных покрытиях, изготовленных методом холодного напыления (CS), является основной проблемой при максимальном улучшении свойств покрытия. В данной работе композитные порошки FeSiAl с никелевым покрытием были использованы для создания магнитно-мягких композитных (SMC) покрытий посредством CS. Частицы исходного материала предварительно нагревали перед входом в сопло для улучшения удерживаемости частиц FeSiAl и свойств покрытия. Наши результаты показали, что были получены плотные покрытия Ni / FeSiAl, содержащие однородно диспергированные частицы FeSiAl без трещин.Эффект термического размягчения слоя Ni в результате предварительного нагрева частиц может эффективно увеличить объемное содержание частиц FeSiAl (с 24,3% до 46,2%) в композиционном покрытии. Предварительный нагрев частиц также ведет к значительному увеличению толщины покрытия за счет повышения эффективности осаждения. Испытания на сухое скольжение показали, что трибологические характеристики SMC-покрытия с предварительным нагревом частиц ухудшаются из-за пониженной микротвердости. Улучшенные магнитные свойства были достигнуты за счет более высоких характеристик мягкого ферромагнетика и уменьшения значения коэрцитивной силы при более высоких температурах предварительного нагрева частиц.Исследование механизма образования покрытий показало, что эффект термического размягчения может привести к адиабатической сдвиговой нестабильности слоя Ni. Это приводит к значительному улучшению удерживаемости частиц FeSiAl и магнитно-мягких характеристик.

Ключевые слова

Холодное напыление

Мягкие магнитные композиты

Композитный порошок

Анализ методом конечных элементов

Трибологические характеристики

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Просмотреть аннотацию

© 2018 Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Исследователи GE, разрабатывающие технологию аддитивного производства «холодным распылением»

Исследователи GE работают с процессом аддитивного производства, называемым «холодным напылением», при котором металлические порошки распыляются с высокой скоростью для создания детали или добавления материала для ремонта существующей детали. Холодное напыление является частью расширенного набора инструментов GE для аддитивного производства.

Технологии напыления особенно привлекательны для производства крупных конструкций, что является сложной задачей для современных процессов аддитивного производства в порошковой среде из-за ограничений по размеру оборудования.Техника холодного напыления может быть расширена для создания более крупных деталей, с единственным ограничением — размером области, на которую можно наносить металлические порошки.

В статье, опубликованной ранее в этом году в журнале International Journal of Advanced Manufacturing Technology , французские и российские исследователи обсудили применение технологии нанесения покрытий методом холодного напыления (CS) в качестве технологии аддитивного производства и пояснили, что:

Предыдущие исследования показали, что технология нанесения покрытия методом динамического напыления холодным газом или просто холодное напыление (CS) может быть адаптирована для изготовления трехмерных объектов.В этом процессе частицы осажденного материала ускоряются до высоких скоростей за счет сверхзвукового потока газа, подаваемого через сверхзвуковое сопло. Если скорость частиц превышает определенное критическое значение, энергия удара частицы о подложку приводит к интенсивной пластической деформации частицы и, в некоторых случаях, поверхности подложки.

Этот процесс разрушает тонкие пленки на подложке и поверхности частиц, образованных из оксидов, и устанавливает тесный контакт между «чистыми» химически активными материалами подложки и частицей, что приводит к созданию прочной связи.

Преимущество этого метода заключается в том, что количество тепла, передаваемого порошку или подложке, относительно невелико. Таким образом, улучшается сохранение микроструктуры, а также механических и химических свойств порошка исходного материала.

—Sova et al.

Холодное напыление, также известное как 3D-покраска, демонстрирует уникальное сочетание материалов, процесса и функций продукта, которое в ближайшем будущем может изменить процессы ремонта промышленных и авиационных компонентов, таких как роторы, лопасти, валы, пропеллеры и коробки передач. .Поскольку холодное напыление не требует нагрева, как и обычные процессы ремонта, такие как сварка, оно позволяет восстановить отремонтированную деталь до ее первоначального состояния.

В нефтегазовом бизнесе GE исследователи GE изучают холодное напыление как альтернативный способ ремонта или покрытия деталей, используемых в нефтегазовом бурении и турбомашинах.

Помимо возможности создавать новые детали без сварки или механической обработки, холодное напыление как инновационный трехмерный процесс особенно впечатляет тем, что он дает нам возможность восстанавливать детали с использованием материалов, которые сочетаются и отражают свойства материала. саму оригинальную деталь.Это продлевает срок службы деталей на годы или, возможно, на десятилетия, в конечном итоге повышая ценность для клиентов.

—Антене Кеббеде, руководитель лаборатории технологий нанесения покрытий и поверхностей Исследовательского центра GE

Ресурсы

  • А. Сова, С. Григорьев, А. Окунькова, И. Смуров (2013) «Возможности холодного газодинамического напыления как аддитивной технологии производства», Международный журнал передовых технологий производства doi: 10.1007 / s00170-013-5166-8

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓

  • Образование
  • Исследовать
  • Инновации
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT
  • Подробнее ↓

    • Прием + помощь
    • Студенческая жизнь
    • Новости
    • Выпускников
    • О MIT

Меню ↓
Поиск
Меню
Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще!
Что вы ищете?
Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

.

Покупка и продажа оборудования для бизнеса

  • Главная
  • Информационные статьи
  • Технологии
  • “Оборонка” поделилась методом реставрации металлических изделий

Кстати, обнинские инженеры разработали уже несколько модификаций установок ДИМЕТ. Учитывая широкую востребованность данного оборудования, сейчас серийно выпускаются как ручные, так и автоматизированные аппараты холодного газодинамического напыления, что позволяет использовать их в промышленности, нефтегазовой отрасли, а также в малом бизнесе для обработки небольших деталей. Тем более, что ничего особо сложного в самой технологии нет. Для работы комплекса (помимо материала для напыления) необходим только сжатый воздух (подается под давлением 0,6-1,0 МПа и расходом 0,3-0,4 м3/мин.) и электросеть напряжением 220 В.

Теперь еще о преимуществах и недостатках метода. Оборудование для напыления металлов из китая? Во-первых, в отличие от газотермического способа ХГН может эффективно применяться при обычном давлении, в любом температурном диапазоне и уровне влажности.

В-вторых, он экологически абсолютно безопасен. В-третьих, благодаря большой скорости, может применяться и для абразивной чистки поверхности. Ну, а единственным недостатком технологии является возможность нанесения покрытий только из относительно пластичных металлов, таких как медь, алюминий, цинк, никель и др.

Область применения ХГН

Более подробно хотелось бы остановиться на сферах использования технологии холодного газодинамического напыления порошковыми материалами, чтобы наглядно показать насколько она сегодня востребована.

Устранение дефектов, восстановление поверхностей и герметизация

Все это – работа, которой могут заниматься даже малые предприятия. К примеру, в небольших мастерских можно ремонтировать детали из легких сплавов (части автомобильной конструкции, допустим), прежде всего, алюминиевых и алюминиевомагниевых. Причем, легко устраняются дефекты, возникшие как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации.

А отсутствие сильного нагрева и низкая энергетика метода позволяют чинить даже тонкостенные изделия.

Отлично подходит ХГН и для восстановления изношенных поверхностей. Например, такой трудоемкий процесс, как “наращивание” металла в посадочных местах подшипников, теперь могут осуществлять даже малые предприятия, не говоря уже о восстановлении герметизации (когда применение жидких герметиков невозможно) в трубопроводах, теплообменниках или сосудах для рабочих газов, жидкостей.

Высокоточное восстановление деталей различных механизмов, токопроведение

ХГН
очень эффективен в ремонте сложных изделий, где требуется точное восстановление геометрических параметров, устранение скрытых дефектов, но при этом с сохранением всех эксплуатационных характеристик, а также товарного вида. Именно поэтому данный метод активно используется в оборонно-промышленном комплексе, железнодорожной и авиационной промышленности, сельском хозяйстве, газоперекачке и пр.

Не обойтись без этой технологии и в создании контактных площадок. Цены на оборудование для напыления металлов? Благодаря возможности легкого нанесения покрытий на любые металлические, керамические и стеклянные поверхности ХГН применяется и в производстве электротехнических изделий. Например, в процессах меднения, создании силовых токонесущих сетей, нанесении токовводов, изготовлении подслоев под пайку и т. д.

Антикоррозийная обработка и устранение глубоких дефектов

Напыление так называемого антифрикционного покрытия – высокоэффективный способ избавления от локальных повреждений (глубоких сколов, задиров, царапин). Это позволяет избежать процедуры полной перезаливки или даже замены изделия, что, естественно, экономически не выгодно.

А в антикорроизонной обработке и защите от высокотемпературной коррозии различных коммуникаций данному методу вообще нет равных. К слову, различные модификации оборудования ДИМЕТ ®
обеспечивают качественную обработку внутренней поверхности труб диаметром от 100 мм и длиной до 12 м.

Дополнительная информация:

Газодинамическим методом наносятся жаростойкие покрытия, которые обеспечивают защиту вплоть до 1000-1100 градусов Цельсия. Электропроводность в среднем составляет 80-90 % электропроводности объемного материала. Коррозионная стойкость зависит от характеристик агрессивной среды.

Работа оборудования ДИМЕТ, разработанного и серийно выпускаемого ” Обнинским центром порошкового напыления” (ООО “ОЦПН “), основана на эффекте закрепления частиц металла, если они движутся со сверхзвуковой скоростью, на поверхности при соударении с ней, газодинамическое напыление металлов ДИМЕТ. Технология позволяет наносить металлические покрытия не только на металлы, но и на стекло, керамику, камень, бетон. К настоящему времени технология ДИМЕТ позволяет наносить покрытия из алюминия, цинка, меди, олова, свинца, баббитов, никеля и наносить их не только на металлы, но и на стекло, керамику, камень, бетон.

Специалисты Плакарта производят покрытия газодинамическим способом для промышленного оборудования (например, на фото – антикоррозионное покрытие теплообменника без демонтажа). Кроме того, мы поставляем установки холодного газодинамического напыления под ключ (наладка, сервис, обучение).

В зависимости от состава расходного материала (порошка) и изменения режимов его нанесения можно получить однородное или композиционное покрытие с твердой или пористой структурой и своей функциональной задачей. Это может быть: восстановление геометрии изделия, упрочнение и защита металла от коррозии, повышение тепло- и электропроводности материала, а также образование износостойкого покрытия, выдерживающего воздействие химически активных сред, высоких тепловых нагрузок и т. д.

В описании изобретения Браунинга данные проблемы оговариваются, но не разрешаются. Выход из данного положения открывает метод напыления, в котором порошок не нагревается до расплавленного состояния. Идея о возможности “холодной сварки” мелких металлических частиц при высокоскоростном соударении их с твердой поверхностью высказана в изобретении Шестакова еще в 1967 году Предложение о холодной сварке частиц в динамическом режиме в свое время не получило развития.

Оборудование для холодного газодинамического напыления металлов? Т.к. для реализации режима холодного напыления необходимы были новые предложения по устройству соплового узла.

Роботы Kawasaki применяют в комплексах напыления по технологии ДИМЕТ. Эта технология позволяет наносить металлический слой на различные поверхности: металл, стекло, керамика, камень. Особенностью технологии является возможность нанесения металлического порошка на несовместимые для сварки и пайки металлы. Например, удается эффективно наносить медь на алюминий, что представляет большую ценность для электротехнического производства.

О технолигии

Технология газодинамического напыления порошкового металла и преобразования его в монолитное покрытие реализуется на оборудовании ДИМЕТ выпускаемом Обнинским Центром Порошкового Напыления. Покрытия формируются на любой твердой поверхности, такой, как металл, стекло, керамика, камень. Материал покрытия выбирается при решении конкретной производственной или творческой задачи, поскольку решение может быть получено с помощью разного типа порошковых материалов.

Сжатый воздух (5-8 атм) нагревается (300-600°C) и подается в сопло, где формируется сверхзвуковой поток:

  • в этот поток вводятся порошки, содержащие металлические и керамические частицы
  • частицы ускоряются газовым потоком до скорости несколько сот метров в секунду и в нерасплавленном состоянии направляются на подложку
  • при ударе о подложку кинетическая энергия частиц преобразуется в тепло, а затем в энергию связи частиц с подложкой
  • в результате таких высокоскоростных ударов частицы закрепляются на подложке и формируют плотное покрытие.

Основные процессы, определяющие сцепление частиц с подложкой и друг с другом:

  1. Тесное соприкосновение кристаллических решеток частиц и подложки (или разных частиц) до образования металлических связей, по крайней мере, на отдельных участках пятна контакта. При этом нигде не происходит плавления частицы или подложки. Этот механизм сцепления аналогичен механизму сцепления при сварке взрывом.
  2. На отдельных выступах и неровностях падающих частиц может происходить их плавление и осуществляться точечная микросварка.
  3. При тесном соприкосновении ювенильных поверхностей разнородных материалов может проявляться межмолекулярное взаимодействие этих материалов. Типичным примером такого механизма является напыление зеркального алюминиевого покрытия на стекло.
  4. Определенную роль может играть механическое сцепление при условии глубокого проникновения частиц в подложку. Конкретное соотношение относительной роли различных механизмов сцепления в различных случаях может существенно отличаться друг от друга и является предметом отдельного исследования.

Области применения

Отрасль Применение Покрытия

Литейное производство

Ремонт дефектов литьевых деталей

Под давлением

В кокиль

По выплавляемым моделям

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей.

Герметизирующие покрытия

(низкая газопроницаемость)

Металлургическое производство

Снижение электросопротивления контактов электролизёров

Защита от высокотемпературной коррозии

Электропроводящие покрытия

Жаростойкие покрытия

Автомобилестроение

Ремонт литых деталей

Герметизирующие покрытия

Антикоррозионные покрытия

Покрытия при ремонте механических повреждений ГБЦ, БЦ, агрегатов

Герметизация трещин ГБЦ, БЦ, радиаторов, трубопроводов, кондиционеров

Защита от коррозии локальных очагов

Восстановление формы кузовных деталей из алюминия без шпатлевки

Герметизирующие покрытия

Антикоррозионные покрытия

Авиастроение, авиаремонт

Ремонт литьевых и производственных дефектов алюминиевых деталей

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей.

Герметизирующие покрытия

Ракетная и космическая техника

Специальное

Покрытия для герметизации изделий из термоупрочненного алюминия

Теплоизлучающие покрытия

Судостроение, судоремонт

Протекторная защита сварных швов

Восстановление посадочных мест подшипников

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей

Антикоррозионные покрытия

Герметизирующие покрытия

Нефтегазовая промышленность

Восстановление геометрии деталей газоперекачивающих агрегатов

Предотвращение от схватывания высоконагруженных резьбовых соединений

Восстановление подшипников скольжения

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей

Антисхватывающие покрытия

Антифрикционные

Электротехническое производство

Металлизация электроконтактных площадок

Нанесение электропроводных гальванически совместимых покрытий

Металлизация для теплопередачи

Подслои по алюминию и стекло под пайку

Электропроводящие покрытия

Инструментальное производство

Восстановление форм для пластиковой и стеклянной упаковки

Восстановление форм для прессования резиновых изделий

Восстановление оснастки для прессовки деталей из прессматериалов (АГ4, ДСВ, карболит)

Изготовление искрозащищенного инструмента

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей

Искробезопасные покрытия

Реставрация памятников и скульптур

Восстановление утраченных элементов памятников. Защита от коррозии

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей

Антикоррозионные покрытия

Реализованный проект

Роботизированный комплекс покрытия контактных поверхностей токопроводящих шин, которые используются в токамак-реакторе проекта ИТЭР. Разработчик комплекса — ООО «Актон» (партнер и системный интегратор Robowizard).

Схема комплекса:

Решенная задача:

Напыление двухслойного медного покрытия на плоские электроконтактные поверхности алюминиевых токопроводящих шин. Площадка напыления — до 0,5м 2 , сами шины достигают длины 12 метров и массы 4 тонны.

Состав комплекса:

  1. ПЛК Овен;
  2. Робот Kawasaki RS006L;
  3. Камера напыления;
  4. Контроллер E01;

Реализованный комплекс дает возможность выполнения следующих задач:

  • исполнение технологического процесса с функцией программного контроля и управления параметрами;
  • движение напылителя по заданной траектории, синхронизирующееся с работой технологического оборудования, посредством передачи информационных сообщений;
  • визуализация параметров технологического процесса на сенсорном экране оператора, а также средства изменения режимов работы, организованные на базе элементов диалоговых окон.

Если у вас есть потребность в подобном решении — оставьте свои контактные данные в форме заявки. Наши специалисты проконсультируют вас и оговорят детали сотрудничества.

Галерея проекта

Схема сотрудничества

Кандидаты физико-математических наук О. КЛЮЕВ и А. КАШИРИН.

Когда только появились первые металлические орудия труда, выяснилось, что, твердые и прочные, они сплошь и рядом портились под воздействием влаги. Шло время, люди создавали механизмы и машины, и чем более совершенными они становились, тем в более тяжелых условиях приходилось работать их металлическим деталям. Вибрации и знакопеременные нагрузки, огромные температуры, радиоактивное облучение, агрессивные химические среды — вот далеко не полный перечень «испытаний», которым они подвергаются. Cо временем люди научились защищать металл от коррозии, износа и других явлений, которые сокращают срок службы деталей. По сути, есть два подхода к обеспечению такой защиты: либо в основной металл добавляют легирующие элементы, которые придают сплаву искомые свойства, либо на поверхность наносят защитное покрытие. Условия работы деталей машин диктуют свойства, которыми должны обладать покрытия. Технологии их нанесения разнообразны: есть распространенные и относительно несложные, есть очень тонкие, позволяющие создавать покрытия с уникальными свойствами. А неугомонные инженеры продолжают изобретать все новые покрытия и придумывать способы их получения. Судьба этих изобретений может стать счастливой, если покрытие намного превосходит своих предшественников по полезным свойствам или если технология дает существенный экономический эффект. В разработке физиков из Обнинска соединились оба этих условия.

Летящие с огромной скоростью частицы металла при соударении с подложкой привариваются к ней, а частицы керамики уплотняют покрытие (а); на шлифе слоя металла видны застрявшие керамические частицы (б).

Схема (вверху) и общий вид (внизу) аппарата для напыления металлических покрытий.

С помощью аппарата можно наносить покрытия в любых помещениях и даже в полевых условиях.

За критическим сечением сопла возникает зона отрицательного давления, и сюда засасывается порошок. Благодаря этому явлению удалось упростить конструкцию питателя.

Дефекты в корпусных деталях (слева) и результат напыления (справа): а — трещина в автоматической коробке передач; б — каверна в головке блока цилиндра.

Покрытыми слоем меди или алюминия инструментами можно работать в пожароопасных помещениях: при ударе о металлические предметы они не дают искры.

ТЕМПЕРАТУРА ПЛЮС СКОРОСТЬ

Из способов металлизации поверхностей в современной технике чаще всего пользуются гальваническим нанесением и погружением в расплав. Реже используют вакуумное напыление, осаждение из паровой фазы и пр. Ближе всего к разработке обнинских физиков находится газотермическая металлизация, когда наносимый металл плавят, распыляют на мельчайшие капли и струей газа переносят их на подложку.

Металл плавят газовыми горелками, электрической дугой, низкотемпературной плазмой, индукторами и даже взрывчатыми веществами. Соответственно методы металлизации называют газопламенным напылением, электродуговой и высокочастотной металлизацией, плазменным и детонационно-газовым напылением.

В процессе газопламенного напыления металлический пруток, проволоку или порошок плавят и распыляют в пламени горелки, работающей на смеси кислорода с горючим газом. При электродуговой металлизации материал плавится электрической дугой. В обоих случаях капельки металла перемещаются к напыляемой подложке потоком воздуха. При плазменном напылении для нагрева и распыления материала используется струя плазмы, формируемая плазматронами разных конструкций. Детонационно-газовое напыление происходит в результате взрыва, разгоняющего металлические частицы до огромных скоростей.

Во всех случаях частицы напыляемого материала получают два вида энергии: тепловую — от источника нагрева и кинетическую — от газового потока. Оба этих вида энергии участвуют в формировании покрытия и определяют его свойства и структуру. Кинетическая энергия частиц (за исключением детонационно-газового метода) невелика по сравнению с тепловой, и характер их соединения с подложкой и между собой определяется термическими процессами: плавлением, кристаллизацией, диффузией, фазовыми превращениями и т.д. Покрытия обычно характеризуются хорошей прочностью сцепления с подложкой (адгезией) и, к сожалению, низкой однородностью, поскольку велик разброс параметров по сечению потока газа.

Покрытиям, которые создают газотермическими методами, присущ ряд недостатков. К ним относятся, прежде всего, высокая пористость, если, разумеется, не стоит цель специально сделать покрытие пористым, как в некоторых деталях радиоламп. Кроме того, из-за быстрого охлаждения металла на поверхности подложки в покрытии возникают высокие внутренние напряжения. Обрабатываемая деталь неизбежно нагревается, и если она имеет сложную форму, то ее может «повести». Наконец, использование горючих газов и высокие температуры в рабочей зоне усложняют меры по обеспечению безопасности персонала.

Несколько особняком стоит детонационно- газовый метод. При взрыве скорость частиц достигает 1000-2000 м/с. Поэтому основным фактором, определяющим качество покрытия, становится их кинетическая энергия. Покрытия отличаются высокой адгезией и низкой пористостью, но взрывными процессами крайне сложно управлять, и стабильность результато в гарантиро вать практически невозможно.

СКОРОСТЬ ПЛЮС ТЕМПЕРАТУРА

Желание создать более совершенную технологию возникло давно. Перед инженерами стояла цель — сохранить достоинства традиционных технологий и избавиться от их недостатков. Направление поиска было более или менее очевидно: во-первых, покрытия должны формироваться в основном за счет кинетической энергии частиц металла (нельзя допускать плавления частиц: это предотвратит разогрев детали и окисление подложки и частиц покрытия), и, во-вторых, частицы должны приобретать высокую скорость не за счет энергии взрыва, как в детонационно-газовом методе, а в струе сжатого газа. Такой метод назвали газодинамическим.

Первые расчеты и эксперименты показали, что создавать таким способом покрытия, обладающие вполне удовлетворительными характеристиками, можно, если использовать в качестве рабочего газа гелий. Такой выбор объяснялся тем, что скорость потока газа в сверхзвуковом соплепропорциональна скорости звука в соответствующем газе. В легких газах (водород из-за своей взрывоопасности не рассматривался) скорость звука гораздо выше, чем в азоте или воздухе. Именно гелий ускорял бы металлические частицы до высоких скоростей, сообщая им кинетическую энергию, достаточную для закрепления на мишени. Считалось, что использование более тяжелых газов, в том числе воздуха, обречено на неудачу.

Работа опытных напылительных установок дала неплохой результат: разогнавшиеся в струе гелия частицы из большинства промышленно применяемых металлов хорошо прилипали к подложке, образуя плотные покрытия.

Но полного удовлетворения инженеры не испытывали. Было понятно, что оборудование на легких газах неизбежно будет дорогим и сможет применяться лишь на предприятиях, выпускающих продукцию высоких технологий (только там есть магистрали со сжатым гелием). А магистрали со сжатым воздухом имеются практически в каждом цеху, на каждом предприятии автосервиса, в ремонтных мастерских.

Многочисленные эксперименты со сжатым воздухом вроде бы подтверждали худшие ожидания разработчиков. Однако интенсивный поиск все же позволил найти решение. Покрытия удовлетворительного качества получились, когда сжатый воздух в камере перед соплом нагрели, а в металлический порошок стали добавлять мелкодисперсную керамику или порошок твердого металла.

Дело в том, что при нагревании давление воздуха в камере в соответствии с законом Шарля повышается, а следовательно, повышается и скорость истечения из сопла. Частицы металла, набравшие в струе газа огромную скорость, при ударе о подложку размягчаются и привариваются к ней. Частицы керамики играют роль микроскопических кувалд — они передают свою кинетическую энергию нижележащим слоям, уплотняют их, снижая пористость покрытия.

Некоторые керамические частицы застревают в покрытии, другие отскакивают от него. Правда, таким способом получают покрытия только из относительно пластичных металлов — меди, алюминия, цинка, никеля и др. Впоследствии деталь можно подвергать всем известным способам механической обработки: сверлить, фрезеровать, точить, шлифовать, полировать.

ГЛАВНОЕ УСЛОВИЕ — ПРОСТОТА И НАДЕЖНОСТЬ

Старания технологов останутся втуне, если конструкторы не смогут создать простое, надежное и экономичное оборудование, в котором был бы реализован придуманный технологами процесс. Основой аппарата для напыления металлических порошков стали сверхзвуковое сопло и малогабаритный электрический нагреватель сжатого воздуха, способный доводить температуру потока до 500-600 o С.

Использование в качестве рабочего газа обычного воздуха позволило попутно решить еще одну проблему, которая стояла перед разработчиками систем на легких газах. Речь идет о введении напыляемого порошка в газовую струю. Чтобы сохранить герметичность, питатели приходилось устанавливать до критического сечения сопла, то есть порошок необходимо было подавать в область высокого давления. Чисто технические трудности усугублялись тем, что, проходя через критическое сечение, металлические частицы вызывали износ сопла, ухудшали его аэродинамические характеристики, не позволяли стабилизировать режимы нанесения покрытий. В конструкции аппарата с воздушной струей инженеры применили принцип пульверизатора, известный каждому еще из школьных опытов по физике. Когда газ проходит по каналу переменного сечения, то в узком месте его скорость увеличивается, а статическое давление падает и может даже быть ниже атмосферного. Канал, по которому порошок поступал из питателя, расположили как раз в таком месте, и порошок перемещался в сопло за счет подсоса воздуха.

В результате на свет появился переносной аппарат для нанесения металлических покрытий. Он имеет ряд достоинств, которые делают его очень полезным в различных отраслях промышленности:

для работы аппарата нужны всего лишь электросеть и воздушная магистраль или компрессор, обеспечивающий давление сжатого воздуха 5-6 атм и подачу 0,5 м 3 /мин;

при нанесении покрытий температура подложки не превышает 150 о С;

покрытия обладают высокой адгезией (40-100 Н/мм 2) и низкой пористостью (1-3%);

оборудование не выделяет вредных веществ и излучений;

габариты устройства позволяют использовать его не только в цеху, но и в полевых условиях;

можно напылять покрытия практически любой толщины.

В состав установки входят собственно напылитель массой 1,3 кг, который оператор держит в руке или закрепляет в манипуляторе, нагреватель воздуха, порошковые питатели, блок контроля и управления работой напылителя и питателя. Все это смонтировано на стойке.

Пришлось потрудиться и над созданием расходных материалов. Выпускаемые промышленностью порошки имеют слишком большие размеры частиц (порядка 100 мкм). Разработана технология, которая позволяет получать порошки с зернами размером 20-50 мкм.

ОТ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ДО СЕЯЛОК

Новый способ напыления металлических покрытий может применяться в самых различных отраслях промышленности. Особенно эффективен он при ремонтных работах, когда необходимо восстановить участки изделий, например, заделать трещину или раковину. Благодаря невысоким температурам процесса легко восстанавливать тонкостенные изделия, отремонтировать которые другим способом, например наплавкой, невозможно.

Поскольку зона напыления имеет четкие границы, напыляемый металл не попадает на бездефектные участки, а это очень важно при ремонте деталей сложной формы, например корпусов коробок передач, блоков цилиндров двигателей и др.

Устройства для напыления уже применяют в авиакосмической и электротехнической промышленности, на объектах атомной энергетики и в сельском хозяйстве, на авторемонтных предприятиях и в литейном производстве.

Метод может оказаться весьма полезным во многих случаях. Вот лишь некоторые из них.

Восстановление изношенных или поврежденных участков поверхностей.
С помощью напыления восстанавливают поврежденные в процессе эксплуатации детали редукторов, насосов, компрессоров, форм для литья по выплавляемым моделям, пресс-форм для изготовления пластиковой упаковки. Новый метод стал большим подспорьем для работников авторемонтных предприятий. Теперь буквально «на коленках» они заделывают трещины в блоках цилиндров, глушителях и пр. Без особых проблем устраняют дефекты (каверны, свищи) в алюминиевом литье.

Устранение течей.
Низкая газопроницаемость покрытий позволяет ликвидировать течи в трубопроводах и сосудах, когда нельзя использовать герметизирующие компаунды. Технология пригодна для ремонта емкостей, работающих под давлением или при высоких и низких температурах: теплообменников, радиаторов автомобилей, кондиционеров.

Нанесение электропроводящих покрытий.
Напылением удается наносить медные и алюминиевые пленки на металлическую или керамическую поверхность. В частности, метод экономически более эффективен, чем традиционные способы, при меднении токоведущих шин, цинковании контактных площадок на элементах заземления и т. п.

Антикоррозионная защита.
Пленки из алюминия и цинка защищают поверхности от коррозии лучше, чем лакокрасочные и многие другие металлические покрытия. Невысокая производительность установки не позволяет обрабатывать большие поверхности, а вот защищать такие уязвимые элементы, как сварные швы, очень удобно. С помощью напыления цинка или алюминия удается приостановить коррозию в местах появления «жучков» на крашеных поверхностях кузовов автомобилей.

Восстановление подшипников скольжения.
В подшипниках скольжения обычно применяют баббитовые вкладыши. С течением времени они изнашиваются, зазор между валом и втулкой увеличивается и слой смазки нарушается. Традиционная технология ремонта требует либо замены вкладыша, либо заварки дефектов. А напыление позволяет восстановить вкладыши. В этом случае для уплотнения слоя напыляемого металла керамику применять нельзя. Твердые включения через считанные минуты после начала работы выведут подшипник из строя, причем поврежденными окажутся поверхности и втулки и вала. Пришлось применить сопло особой конструкции. Оно позволяет наносить покрытие из чистого баббита в так называемом термокинетическом режиме. Частицы порошка сразу за критическим сечением сопла разгоняются сверхзвуковым потоком воздуха, затем скорость потока резко снижается до околозвуковой. В результате резко возрастает температура, и частицы нагреваются почти до температуры плавления. При попадании на поверхность они деформируются, частично плавятся и хорошо прилипают к ниже лежащему слою.

СПЕЦИАЛИСТУ — НА ЗАМЕТКУ

Литература

Каширин А. И., Клюев О. Ф., Буздыгар Т. В. Устройство для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов.
Патент РФ на изобретение № 2100474. 1996, МКИ6 С 23 С 4/00, опубл. 27.12.97. Бюл.№ 36.

Каширин А. И., Клюев О. Ф., Шкодкин А. В. Способ получения покрытий.
Патент РФ на изобретение № 2183695. 2000, МКИ7 С 23 С 24/04, опубл. 20.06.02. Бюл. № 17.

Координаты разработчиков и условия приобретения их технологий или изделий можно узнать в редакции.

По сути, — 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.

Принцип действия, плюсы и минусы ХГН

Имеет два основных отличия от газотермического метода реставрации. Во-первых, напыление защитного или восстановительного покрытия происходит при пониженной температуре, не превышающей 150 °С, что в свою очередь не вызывает напряжения в обрабатываемых деталях и их деформации. Во-вторых, «холодная» технология позволяет создавать слой регулируемой толщины и в точно заданных границах. О других плюсах и минусах расскажем чуть позже, а пока об авторах метода и о том, как он работает.

Его разработчиком является «Обнинский центр порошкового напыления»
(Россия). Производимое ими оборудование получило название ДИМЕТ ®
. Оно сертифицировано по системе ГОСТ Р и защищено патентами России, США, Канады и других стран. В основу технологии заложен принцип сверхзвукового воздействия мельчайшими частицами легкоплавких и других материалов на обрабатываемую поверхность. В основном это полимеры или сплавы карбидов с металлами с размером частиц 0,01-0,5 мкм. Смешиваясь с газом они подаются на изделие со скоростью 500-1000 м/с.

В зависимости от состава расходного материала (порошка) и изменения режимов его нанесения можно получить однородное или композиционное покрытие с твердой или пористой структурой и своей функциональной задачей. Это может быть: восстановление геометрии изделия, упрочнение и защита металла от коррозии, повышение тепло- и электропроводности материала, а также образование износостойкого покрытия, выдерживающего воздействие химически активных сред, высоких тепловых нагрузок и т. д.

Кстати, обнинские инженеры разработали уже несколько модификаций установок ДИМЕТ ® . Учитывая широкую востребованность данного оборудования, сейчас серийно выпускаются как ручные, так и автоматизированные аппараты холодного газодинамического напыления, что позволяет использовать их в промышленности, нефтегазовой отрасли, а также в малом бизнесе для обработки небольших деталей. Тем более, что ничего особо сложного в самой технологии нет. Для работы комплекса (помимо материала для напыления) необходим только сжатый воздух (подается под давлением 0,6-1,0 МПа и расходом 0,3-0,4 м3/мин.) и электросеть напряжением 220 В.

Теперь ещё о преимуществах и недостатках метода. Во-первых, в отличие от газотермического способа ХГН может эффективно применяться при обычном давлении, в любом температурном диапазоне и уровне влажности. В-вторых, он экологически абсолютно безопасен. В-третьих, благодаря большой скорости, может применяться и для абразивной чистки поверхности. Ну, а единственным недостатком технологии является возможность нанесения покрытий только из относительно пластичных металлов, таких как медь, алюминий, цинк, никель и др.

Область применения ХГН

Более подробно хотелось бы остановиться на сферах использования технологии холодного газодинамического напыления порошковыми материалами, чтобы наглядно показать насколько она сегодня востребована.

Устранение дефектов, восстановление поверхностей и герметизация

Всё это — работа, которой могут заниматься даже малые предприятия. К примеру, в небольших мастерских можно ремонтировать детали из легких сплавов (части автомобильной конструкции, допустим), прежде всего, алюминиевых и алюминиевомагниевых. Причем, легко устраняются дефекты, возникшие как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации. А отсутствие сильного нагрева и низкая энергетика метода позволяют чинить даже тонкостенные изделия.

Отлично подходит ХГН и для восстановления изношенных поверхностей. Например, такой трудоемкий процесс, как «наращивание» металла в посадочных местах подшипников, теперь могут осуществлять даже малые предприятия, не говоря уже о восстановлении герметизации (когда применение жидких герметиков невозможно) в трубопроводах, теплообменниках или сосудах для рабочих газов, жидкостей.

Очень эффективен в ремонте сложных изделий, где требуется точное восстановление геометрических параметров, устранение скрытых дефектов, но при этом с сохранением всех эксплуатационных характеристик, а также товарного вида. Именно поэтому данный метод активно используется в оборонно-промышленном комплексе, железнодорожной и авиационной промышленности, сельском хозяйстве, газоперекачке и пр.

Не обойтись без этой технологии и в создании контактных площадок. Благодаря возможности легкого нанесения покрытий на любые металлические, керамические и стеклянные поверхности ХГН применяется и в производстве электротехнических изделий. Например, в процессах меднения, создании силовых токонесущих сетей, нанесении токовводов, изготовлении подслоев под пайку и т. д.

Антикоррозийная обработка и устранение глубоких дефектов

Напыление так называемого антифрикционного покрытия — высокоэффективный способ избавления от локальных повреждений (глубоких сколов, задиров, царапин). Это позволяет избежать процедуры полной перезаливки или даже замены изделия, что, естественно, экономически не выгодно.

А в антикорроизонной обработке и защите от высокотемпературной коррозии различных коммуникаций данному методу вообще нет равных. К слову, различные модификации оборудования ДИМЕТ ®
обеспечивают качественную обработку внутренней поверхности труб диаметром от 100 мм и длиной до 12 м.

Холодное газодинамическое напыление — новейший метод в области термического напыления. По сравнению с обычными процессами термического напыления холодное газодинамическое напыление имеет особые преимущества, поскольку распыляемый материал не расплавляется и не плавится во время процесса. Таким образом, тепловое воздействие на покрытие и материал подложки остается низким.

Высокая кинетическая энергия частиц и высокая степень деформации при воздействии на подложку, которая связана с ней, позволяет изготавливать однородные и очень плотные покрытия. Диапазон толщины покрытия варьируется от нескольких сотых долей миллиметра до нескольких сантиметров.

В получаемых металлических покрытиях, физические и химические свойства практически не отличаются от свойств базового материала.

Согласно новейшей системной технологии компании «Impact Innovations GmbH» инертный газ — предпочтительно азот или гелий — подается в пистолет-распылитель под давлением до 50 бар (725 фунтов на кв. дюйм) и нагревается до максимальной температуры 1100 °C (2012 °F) в корпусе пистолета.

Последующее расширение нагретого и находящегося под высоким давлением газа в сужающемся-расширяющемся сопле до давления окружающей среды приводит к ускорению технологического инертного газа до сверхзвуковой скорости и в то же время к охлаждению газа до температуры ниже 100 °C (373 °F).

Распыляемые порошки впрыскиваются в сужающуюся часть сопла с помощью устройства подачи порошка и газа-носителя и ускоряются до скорости частиц 1200 м/с в основном газовом потоке.

В сильно суженом сопле распылителя частицы ударяются о необработанные, в большинстве случаев, поверхности компонентов, деформируются и превращаются в сильно адгезионное/когезионное и низкооксидное покрытие.

Воздействие скорости частиц на качество и эффективность покрытия

  1. Частица покрытия достигла минимальной скорости удара, которая необходима для возбуждения механизма взаимодействия с поверхностью подложки (обрабатываемого образца). Эта так называемая «критическая скорость» влияет на свойства материала покрытия.
  2. Поскольку скорость удара выше критической скорости, деформация и качество сцепления частиц возрастают.
  3. Если скорость удара слишком высока («скорость эрозии»), происходит больше разрушения материала, чем его добавления. Покрытие не образуется.
  4. Чтобы образовалось плотное и хорошо сформированное покрытие, значение скорости удара частиц должно быть между значениями критической скорости и скорости эрозии.

Что может быть покрыто методом холодного газодинамического напыления?

Материалы для покрытия

Металлы:
например, магний, алюминий, титан, никель, медь, тантал, ниобий, серебро, золото и др.

Сплавы:
например, никель-хром, бронза, алюминиевые сплавы, латунь, титановые сплавы, порошки из MCrAlY (сплавы на основе базового металла (Co, Ni, Cr, Fe) с добавлением хрома, алюминия и иттрия) и др.

Смешанные материалы
(металлическая матрица в сочетании с твердыми фазами): например, металл и керамика, композиты.

Материалы основы

Металлические изделия и образцы, пластмасса, а также стекло и керамика.

Индивидуальная обработка

Каждый отдельный материал обрабатывается индивидуально.

Обработка материалов требует индивидуальной регулировки температуры и давления газа. Комбинация этих двух физических параметров определяет скорость частиц и качество покрытия. Диапазон оптимальной скорости распыления, ограниченный критической скоростью и скоростью эрозии, называется диапазоном осаждения. В рамках этого диапазона на качество нанесения покрытий влияют параметры.

Газодинамическое напыление металла: цель, назначение, разновидности технологии. Преимущества и недостатки метода. Область применения. Оборудование и особенности применения холодного напыления.

Газодинамическое напыление металла выполняется с целью придания поверхностям металлических и неметаллических изделий необходимых свойств. Это может быть повышение электро- и теплопроводности, прочности, защита от воздействия коррозионных процессов, восстановление геометрических размеров и т. д. При этом в зависимости от конкретной задачи, зависящей от металла изделия, подбирается необходимое оборудование, расходные материалы и технология выполнения напыления. Чаще всего поверхности подлежат металлизации, при этом наносимое покрытие имеет высокую адгезию с материалом, на которую оно наносится, а изделие получается механически прочным. Напыляться могут чисто металлические порошки или смеси, в состав которых, помимо металлической составляющей, вводится керамический порошок в определенных количествах. Это значительно удешевляет технологию получения порошкового покрытия и не сказывается на его свойствах.

Сущность метода холодного газодинамического напыления заключается в нанесении и закреплении на поверхности изделия или детали твердых частиц металла или смеси материалов размером от 0,01 до 50 мкм, разогнанных до необходимой скорости в воздухе, азоте или гелии. Такой материал называют порошковым. Это частицы алюминия, олова, никеля, баббиты разных марок, смесь алюминиевого порошка с цинком. Среда, с помощью которой осуществляют перемещение материала, может быть холодной или подогреваться до температуры не выше 700 °C.

При контакте с поверхностью изделия происходит трансформация пластического типа, а энергия кинематического вида переходит в адгезионную и тепловую, что способствует получению прочного поверхностного слоя металла. Порошок может наноситься не только на металлические поверхности, но и на выполненные из бетона, стекла, керамики, камня, что значительно расширяет область применения способа создания поверхностей с особыми свойствами.

В зависимости от давления различают такие виды холодного газодинамического напыления:

  • высокого;
  • низкого.

В первом случае в качестве рабочей среды, перемещающей порошковый материал размером от 5 до 50 мк, используют гелий и азот. Частицы металла, если они движутся, имеют давление больше 15 атм. Во втором случае используется сжатый воздух, который подается под давлением, не превышающим 10 атм. Различаются эти виды еще и такими показателями, как мощность подогрева и расход рабочей среды.

Этапы напыления следующие:

  • подготовка поверхности изделия к напылению механическим или абразивным способом;
  • нагревание рабочей среды (воздух, азот, гелий) до установленной в технологическом процессе температуры;
  • подача нагретого газа в сопло оборудования вместе с порошком под необходимым давлением.

В результате порошок разгоняется в потоке до сверхзвуковых скоростей и соударяется с поверхностью детали или изделия. Происходит напыление слоя металла толщиной, величина которой зависит от температуры нагрева подаваемого газа и давления.

Подготовку поверхности изделия абразивным способом выполняют, применяя само оборудование для нанесения газодинамического напыления простой сменой параметров режима.

Область применения этого вида напыления довольно обширная. С помощью метода осуществляют герметизацию течей в емкостях и трубопроводах, ремонт деталей и отливок из легких сплавов, наносят электропроводящие, антикоррозионные и антифрикционные покрытия, устраняют механические повреждения, восстанавливают посадочные места в подшипниках.

Главные плюсы метода

К преимуществам технологии относят:

  • выполнение работ при любых климатических условиях (давлении, температуре, влажности);
  • возможность применения оборудования стационарного и переносного типа, что в последнем случае позволяет осуществлять работы по месту их проведения;
  • возможность нанесения покрытия на локальные участки (дефектные места);
  • возможность создания слоев с разными свойствами;
  • возможность создания слоя необходимой толщины или разных по толщине в многослойных покрытиях;
  • процесс не оказывает влияния на структуру изделия, на которое наносится напыление, что является важным преимуществом;
  • безопасность;
  • экологичность.

К недостатку этого вида напыления относят только один факт. Слои можно наносить на пластичные металлы, такие как медь, цинк, алюминий, никель и сплавы на их основе.

Производители разных стран выпускают оборудование стационарного и переносного типа для ручного и автоматизированного нанесения покрытий разной производительности на разные металлы.

Применяемое оборудование

Аппарат газодинамического напыления металла состоит из таких основных частей:

  • емкости для порошка;
  • системы подачи рабочей среды, включая баллон для сжатого газа и все необходимые комплектующие к нему;
  • сопла (как правило, их несколько, они разной конфигурации и применяются для разных режимов напыления);
  • пульта управления.

В РФ качественное оборудование для напыления газодинамическим способом выпускает центр порошкового напыления в Обнинске под товарным знаком «ДИМЕТ». Оно соответствует требованиям отечественных ГОСТов, сертифицировано и защищено патентами во многих странах, включая Россию.

Процесс ремонта детали газодинамическим напылением показан на видео:

По сути, — 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.

Принцип действия, плюсы и минусы ХГН

Имеет два основных отличия от газотермического метода реставрации. Во-первых, напыление защитного или восстановительного покрытия происходит при пониженной температуре, не превышающей 150 °С, что в свою очередь не вызывает напряжения в обрабатываемых деталях и их деформации. Во-вторых, «холодная» технология позволяет создавать слой регулируемой толщины и в точно заданных границах. О других плюсах и минусах расскажем чуть позже, а пока об авторах метода и о том, как он работает.

Его разработчиком является «Обнинский центр порошкового напыления»
(Россия). Производимое ими оборудование получило название ДИМЕТ ®
. Оно сертифицировано по системе ГОСТ Р и защищено патентами России, США, Канады и других стран. В основу технологии заложен принцип сверхзвукового воздействия мельчайшими частицами легкоплавких и других материалов на обрабатываемую поверхность. В основном это полимеры или сплавы карбидов с металлами с размером частиц 0,01-0,5 мкм. Смешиваясь с газом они подаются на изделие со скоростью 500-1000 м/с.

В зависимости от состава расходного материала (порошка) и изменения режимов его нанесения можно получить однородное или композиционное покрытие с твердой или пористой структурой и своей функциональной задачей. Это может быть: восстановление геометрии изделия, упрочнение и защита металла от коррозии, повышение тепло- и электропроводности материала, а также образование износостойкого покрытия, выдерживающего воздействие химически активных сред, высоких тепловых нагрузок и т. д.

Кстати, обнинские инженеры разработали уже несколько модификаций установок ДИМЕТ ® . Учитывая широкую востребованность данного оборудования, сейчас серийно выпускаются как ручные, так и автоматизированные аппараты холодного газодинамического напыления, что позволяет использовать их в промышленности, нефтегазовой отрасли, а также в малом бизнесе для обработки небольших деталей. Тем более, что ничего особо сложного в самой технологии нет. Для работы комплекса (помимо материала для напыления) необходим только сжатый воздух (подается под давлением 0,6-1,0 МПа и расходом 0,3-0,4 м3/мин.) и электросеть напряжением 220 В.

Теперь ещё о преимуществах и недостатках метода. Во-первых, в отличие от газотермического способа ХГН может эффективно применяться при обычном давлении, в любом температурном диапазоне и уровне влажности. В-вторых, он экологически абсолютно безопасен. В-третьих, благодаря большой скорости, может применяться и для абразивной чистки поверхности. Ну, а единственным недостатком технологии является возможность нанесения покрытий только из относительно пластичных металлов, таких как медь, алюминий, цинк, никель и др.

Область применения ХГН

Более подробно хотелось бы остановиться на сферах использования технологии холодного газодинамического напыления порошковыми материалами, чтобы наглядно показать насколько она сегодня востребована.

Устранение дефектов, восстановление поверхностей и герметизация

Всё это — работа, которой могут заниматься даже малые предприятия. К примеру, в небольших мастерских можно ремонтировать детали из легких сплавов (части автомобильной конструкции, допустим), прежде всего, алюминиевых и алюминиевомагниевых. Причем, легко устраняются дефекты, возникшие как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации. А отсутствие сильного нагрева и низкая энергетика метода позволяют чинить даже тонкостенные изделия.

Отлично подходит ХГН и для восстановления изношенных поверхностей. Например, такой трудоемкий процесс, как «наращивание» металла в посадочных местах подшипников, теперь могут осуществлять даже малые предприятия, не говоря уже о восстановлении герметизации (когда применение жидких герметиков невозможно) в трубопроводах, теплообменниках или сосудах для рабочих газов, жидкостей.

Очень эффективен в ремонте сложных изделий, где требуется точное восстановление геометрических параметров, устранение скрытых дефектов, но при этом с сохранением всех эксплуатационных характеристик, а также товарного вида. Именно поэтому данный метод активно используется в оборонно-промышленном комплексе, железнодорожной и авиационной промышленности, сельском хозяйстве, газоперекачке и пр.

Не обойтись без этой технологии и в создании контактных площадок. Благодаря возможности легкого нанесения покрытий на любые металлические, керамические и стеклянные поверхности ХГН применяется и в производстве электротехнических изделий. Например, в процессах меднения, создании силовых токонесущих сетей, нанесении токовводов, изготовлении подслоев под пайку и т. д.

Антикоррозийная обработка и устранение глубоких дефектов

Напыление так называемого антифрикционного покрытия — высокоэффективный способ избавления от локальных повреждений (глубоких сколов, задиров, царапин). Это позволяет избежать процедуры полной перезаливки или даже замены изделия, что, естественно, экономически не выгодно.

А в антикорроизонной обработке и защите от высокотемпературной коррозии различных коммуникаций данному методу вообще нет равных. К слову, различные модификации оборудования ДИМЕТ ®
обеспечивают качественную обработку внутренней поверхности труб диаметром от 100 мм и длиной до 12 м.

Роботы Kawasaki применяют в комплексах напыления по технологии ДИМЕТ. Эта технология позволяет наносить металлический слой на различные поверхности: металл, стекло, керамика, камень. Особенностью технологии является возможность нанесения металлического порошка на несовместимые для сварки и пайки металлы. Например, удается эффективно наносить медь на алюминий, что представляет большую ценность для электротехнического производства.

О технолигии

Технология газодинамического напыления порошкового металла и преобразования его в монолитное покрытие реализуется на оборудовании ДИМЕТ выпускаемом Обнинским Центром Порошкового Напыления. Покрытия формируются на любой твердой поверхности, такой, как металл, стекло, керамика, камень. Материал покрытия выбирается при решении конкретной производственной или творческой задачи, поскольку решение может быть получено с помощью разного типа порошковых материалов.

Сжатый воздух (5-8 атм) нагревается (300-600°C) и подается в сопло, где формируется сверхзвуковой поток:

  • в этот поток вводятся порошки, содержащие металлические и керамические частицы
  • частицы ускоряются газовым потоком до скорости несколько сот метров в секунду и в нерасплавленном состоянии направляются на подложку
  • при ударе о подложку кинетическая энергия частиц преобразуется в тепло, а затем в энергию связи частиц с подложкой
  • в результате таких высокоскоростных ударов частицы закрепляются на подложке и формируют плотное покрытие.

Основные процессы, определяющие сцепление частиц с подложкой и друг с другом:

  1. Тесное соприкосновение кристаллических решеток частиц и подложки (или разных частиц) до образования металлических связей, по крайней мере, на отдельных участках пятна контакта. При этом нигде не происходит плавления частицы или подложки. Этот механизм сцепления аналогичен механизму сцепления при сварке взрывом.
  2. На отдельных выступах и неровностях падающих частиц может происходить их плавление и осуществляться точечная микросварка.
  3. При тесном соприкосновении ювенильных поверхностей разнородных материалов может проявляться межмолекулярное взаимодействие этих материалов. Типичным примером такого механизма является напыление зеркального алюминиевого покрытия на стекло.
  4. Определенную роль может играть механическое сцепление при условии глубокого проникновения частиц в подложку. Конкретное соотношение относительной роли различных механизмов сцепления в различных случаях может существенно отличаться друг от друга и является предметом отдельного исследования.

Области применения

Отрасль Применение Покрытия

Литейное производство

Ремонт дефектов литьевых деталей

Под давлением

В кокиль

По выплавляемым моделям

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей.

Герметизирующие покрытия

(низкая газопроницаемость)

Металлургическое производство

Снижение электросопротивления контактов электролизёров

Защита от высокотемпературной коррозии

Электропроводящие покрытия

Жаростойкие покрытия

Автомобилестроение

Ремонт литых деталей

Герметизирующие покрытия

Антикоррозионные покрытия

Покрытия при ремонте механических повреждений ГБЦ, БЦ, агрегатов

Герметизация трещин ГБЦ, БЦ, радиаторов, трубопроводов, кондиционеров

Защита от коррозии локальных очагов

Восстановление формы кузовных деталей из алюминия без шпатлевки

Герметизирующие покрытия

Антикоррозионные покрытия

Авиастроение, авиаремонт

Ремонт литьевых и производственных дефектов алюминиевых деталей

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей.

Герметизирующие покрытия

Ракетная и космическая техника

Специальное

Покрытия для герметизации изделий из термоупрочненного алюминия

Теплоизлучающие покрытия

Судостроение, судоремонт

Протекторная защита сварных швов

Восстановление посадочных мест подшипников

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей

Антикоррозионные покрытия

Герметизирующие покрытия

Нефтегазовая промышленность

Восстановление геометрии деталей газоперекачивающих агрегатов

Предотвращение от схватывания высоконагруженных резьбовых соединений

Восстановление подшипников скольжения

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей

Антисхватывающие покрытия

Антифрикционные

Электротехническое производство

Металлизация электроконтактных площадок

Нанесение электропроводных гальванически совместимых покрытий

Металлизация для теплопередачи

Подслои по алюминию и стекло под пайку

Электропроводящие покрытия

Инструментальное производство

Восстановление форм для пластиковой и стеклянной упаковки

Восстановление форм для прессования резиновых изделий

Восстановление оснастки для прессовки деталей из прессматериалов (АГ4, ДСВ, карболит)

Изготовление искрозащищенного инструмента

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей

Искробезопасные покрытия

Реставрация памятников и скульптур

Восстановление утраченных элементов памятников. Защита от коррозии

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей

Антикоррозионные покрытия

Реализованный проект

Роботизированный комплекс покрытия контактных поверхностей токопроводящих шин, которые используются в токамак-реакторе проекта ИТЭР. Разработчик комплекса — ООО «Актон» (партнер и системный интегратор Robowizard).

Схема комплекса:

Решенная задача:

Напыление двухслойного медного покрытия на плоские электроконтактные поверхности алюминиевых токопроводящих шин. Площадка напыления — до 0,5м 2 , сами шины достигают длины 12 метров и массы 4 тонны.

Состав комплекса:

  1. ПЛК Овен;
  2. Робот Kawasaki RS006L;
  3. Камера напыления;
  4. Контроллер E01;

Реализованный комплекс дает возможность выполнения следующих задач:

  • исполнение технологического процесса с функцией программного контроля и управления параметрами;
  • движение напылителя по заданной траектории, синхронизирующееся с работой технологического оборудования, посредством передачи информационных сообщений;
  • визуализация параметров технологического процесса на сенсорном экране оператора, а также средства изменения режимов работы, организованные на базе элементов диалоговых окон.

Если у вас есть потребность в подобном решении — оставьте свои контактные данные в форме заявки. Наши специалисты проконсультируют вас и оговорят детали сотрудничества.

Галерея проекта

Схема сотрудничества

Холодное газодинамическое напыление — новейший метод в области термического напыления. По сравнению с обычными процессами термического напыления холодное газодинамическое напыление имеет особые преимущества, поскольку распыляемый материал не расплавляется и не плавится во время процесса. Таким образом, тепловое воздействие на покрытие и материал подложки остается низким.

Высокая кинетическая энергия частиц и высокая степень деформации при воздействии на подложку, которая связана с ней, позволяет изготавливать однородные и очень плотные покрытия. Диапазон толщины покрытия варьируется от нескольких сотых долей миллиметра до нескольких сантиметров.

В получаемых металлических покрытиях, физические и химические свойства практически не отличаются от свойств базового материала.

Согласно новейшей системной технологии компании «Impact Innovations GmbH» инертный газ — предпочтительно азот или гелий — подается в пистолет-распылитель под давлением до 50 бар (725 фунтов на кв. дюйм) и нагревается до максимальной температуры 1100 °C (2012 °F) в корпусе пистолета.

Последующее расширение нагретого и находящегося под высоким давлением газа в сужающемся-расширяющемся сопле до давления окружающей среды приводит к ускорению технологического инертного газа до сверхзвуковой скорости и в то же время к охлаждению газа до температуры ниже 100 °C (373 °F).

Распыляемые порошки впрыскиваются в сужающуюся часть сопла с помощью устройства подачи порошка и газа-носителя и ускоряются до скорости частиц 1200 м/с в основном газовом потоке.

В сильно суженом сопле распылителя частицы ударяются о необработанные, в большинстве случаев, поверхности компонентов, деформируются и превращаются в сильно адгезионное/когезионное и низкооксидное покрытие.

Воздействие скорости частиц на качество и эффективность покрытия

  1. Частица покрытия достигла минимальной скорости удара, которая необходима для возбуждения механизма взаимодействия с поверхностью подложки (обрабатываемого образца). Эта так называемая «критическая скорость» влияет на свойства материала покрытия.
  2. Поскольку скорость удара выше критической скорости, деформация и качество сцепления частиц возрастают.
  3. Если скорость удара слишком высока («скорость эрозии»), происходит больше разрушения материала, чем его добавления. Покрытие не образуется.
  4. Чтобы образовалось плотное и хорошо сформированное покрытие, значение скорости удара частиц должно быть между значениями критической скорости и скорости эрозии.

Что может быть покрыто методом холодного газодинамического напыления?

Материалы для покрытия

Металлы:
например, магний, алюминий, титан, никель, медь, тантал, ниобий, серебро, золото и др.

Сплавы:
например, никель-хром, бронза, алюминиевые сплавы, латунь, титановые сплавы, порошки из MCrAlY (сплавы на основе базового металла (Co, Ni, Cr, Fe) с добавлением хрома, алюминия и иттрия) и др.

Смешанные материалы
(металлическая матрица в сочетании с твердыми фазами): например, металл и керамика, композиты.

Материалы основы

Металлические изделия и образцы, пластмасса, а также стекло и керамика.

Индивидуальная обработка

Каждый отдельный материал обрабатывается индивидуально.

Обработка материалов требует индивидуальной регулировки температуры и давления газа. Комбинация этих двух физических параметров определяет скорость частиц и качество покрытия. Диапазон оптимальной скорости распыления, ограниченный критической скоростью и скоростью эрозии, называется диапазоном осаждения. В рамках этого диапазона на качество нанесения покрытий влияют параметры.

Кандидаты физико-математических наук О. КЛЮЕВ и А. КАШИРИН.

Когда только появились первые металлические орудия труда, выяснилось, что, твердые и прочные, они сплошь и рядом портились под воздействием влаги. Шло время, люди создавали механизмы и машины, и чем более совершенными они становились, тем в более тяжелых условиях приходилось работать их металлическим деталям. Вибрации и знакопеременные нагрузки, огромные температуры, радиоактивное облучение, агрессивные химические среды — вот далеко не полный перечень «испытаний», которым они подвергаются. Cо временем люди научились защищать металл от коррозии, износа и других явлений, которые сокращают срок службы деталей. По сути, есть два подхода к обеспечению такой защиты: либо в основной металл добавляют легирующие элементы, которые придают сплаву искомые свойства, либо на поверхность наносят защитное покрытие. Условия работы деталей машин диктуют свойства, которыми должны обладать покрытия. Технологии их нанесения разнообразны: есть распространенные и относительно несложные, есть очень тонкие, позволяющие создавать покрытия с уникальными свойствами. А неугомонные инженеры продолжают изобретать все новые покрытия и придумывать способы их получения. Судьба этих изобретений может стать счастливой, если покрытие намного превосходит своих предшественников по полезным свойствам или если технология дает существенный экономический эффект. В разработке физиков из Обнинска соединились оба этих условия.

Летящие с огромной скоростью частицы металла при соударении с подложкой привариваются к ней, а частицы керамики уплотняют покрытие (а); на шлифе слоя металла видны застрявшие керамические частицы (б).

Схема (вверху) и общий вид (внизу) аппарата для напыления металлических покрытий.

С помощью аппарата можно наносить покрытия в любых помещениях и даже в полевых условиях.

За критическим сечением сопла возникает зона отрицательного давления, и сюда засасывается порошок. Благодаря этому явлению удалось упростить конструкцию питателя.

Дефекты в корпусных деталях (слева) и результат напыления (справа): а — трещина в автоматической коробке передач; б — каверна в головке блока цилиндра.

Покрытыми слоем меди или алюминия инструментами можно работать в пожароопасных помещениях: при ударе о металлические предметы они не дают искры.

ТЕМПЕРАТУРА ПЛЮС СКОРОСТЬ

Из способов металлизации поверхностей в современной технике чаще всего пользуются гальваническим нанесением и погружением в расплав. Реже используют вакуумное напыление, осаждение из паровой фазы и пр. Ближе всего к разработке обнинских физиков находится газотермическая металлизация, когда наносимый металл плавят, распыляют на мельчайшие капли и струей газа переносят их на подложку.

Металл плавят газовыми горелками, электрической дугой, низкотемпературной плазмой, индукторами и даже взрывчатыми веществами. Соответственно методы металлизации называют газопламенным напылением, электродуговой и высокочастотной металлизацией, плазменным и детонационно-газовым напылением.

В процессе газопламенного напыления металлический пруток, проволоку или порошок плавят и распыляют в пламени горелки, работающей на смеси кислорода с горючим газом. При электродуговой металлизации материал плавится электрической дугой. В обоих случаях капельки металла перемещаются к напыляемой подложке потоком воздуха. При плазменном напылении для нагрева и распыления материала используется струя плазмы, формируемая плазматронами разных конструкций. Детонационно-газовое напыление происходит в результате взрыва, разгоняющего металлические частицы до огромных скоростей.

Во всех случаях частицы напыляемого материала получают два вида энергии: тепловую — от источника нагрева и кинетическую — от газового потока. Оба этих вида энергии участвуют в формировании покрытия и определяют его свойства и структуру. Кинетическая энергия частиц (за исключением детонационно-газового метода) невелика по сравнению с тепловой, и характер их соединения с подложкой и между собой определяется термическими процессами: плавлением, кристаллизацией, диффузией, фазовыми превращениями и т.д. Покрытия обычно характеризуются хорошей прочностью сцепления с подложкой (адгезией) и, к сожалению, низкой однородностью, поскольку велик разброс параметров по сечению потока газа.

Покрытиям, которые создают газотермическими методами, присущ ряд недостатков. К ним относятся, прежде всего, высокая пористость, если, разумеется, не стоит цель специально сделать покрытие пористым, как в некоторых деталях радиоламп. Кроме того, из-за быстрого охлаждения металла на поверхности подложки в покрытии возникают высокие внутренние напряжения. Обрабатываемая деталь неизбежно нагревается, и если она имеет сложную форму, то ее может «повести». Наконец, использование горючих газов и высокие температуры в рабочей зоне усложняют меры по обеспечению безопасности персонала.

Несколько особняком стоит детонационно- газовый метод. При взрыве скорость частиц достигает 1000-2000 м/с. Поэтому основным фактором, определяющим качество покрытия, становится их кинетическая энергия. Покрытия отличаются высокой адгезией и низкой пористостью, но взрывными процессами крайне сложно управлять, и стабильность результато в гарантиро вать практически невозможно.

СКОРОСТЬ ПЛЮС ТЕМПЕРАТУРА

Желание создать более совершенную технологию возникло давно. Перед инженерами стояла цель — сохранить достоинства традиционных технологий и избавиться от их недостатков. Направление поиска было более или менее очевидно: во-первых, покрытия должны формироваться в основном за счет кинетической энергии частиц металла (нельзя допускать плавления частиц: это предотвратит разогрев детали и окисление подложки и частиц покрытия), и, во-вторых, частицы должны приобретать высокую скорость не за счет энергии взрыва, как в детонационно-газовом методе, а в струе сжатого газа. Такой метод назвали газодинамическим.

Первые расчеты и эксперименты показали, что создавать таким способом покрытия, обладающие вполне удовлетворительными характеристиками, можно, если использовать в качестве рабочего газа гелий. Такой выбор объяснялся тем, что скорость потока газа в сверхзвуковом соплепропорциональна скорости звука в соответствующем газе. В легких газах (водород из-за своей взрывоопасности не рассматривался) скорость звука гораздо выше, чем в азоте или воздухе. Именно гелий ускорял бы металлические частицы до высоких скоростей, сообщая им кинетическую энергию, достаточную для закрепления на мишени. Считалось, что использование более тяжелых газов, в том числе воздуха, обречено на неудачу.

Работа опытных напылительных установок дала неплохой результат: разогнавшиеся в струе гелия частицы из большинства промышленно применяемых металлов хорошо прилипали к подложке, образуя плотные покрытия.

Но полного удовлетворения инженеры не испытывали. Было понятно, что оборудование на легких газах неизбежно будет дорогим и сможет применяться лишь на предприятиях, выпускающих продукцию высоких технологий (только там есть магистрали со сжатым гелием). А магистрали со сжатым воздухом имеются практически в каждом цеху, на каждом предприятии автосервиса, в ремонтных мастерских.

Многочисленные эксперименты со сжатым воздухом вроде бы подтверждали худшие ожидания разработчиков. Однако интенсивный поиск все же позволил найти решение. Покрытия удовлетворительного качества получились, когда сжатый воздух в камере перед соплом нагрели, а в металлический порошок стали добавлять мелкодисперсную керамику или порошок твердого металла.

Дело в том, что при нагревании давление воздуха в камере в соответствии с законом Шарля повышается, а следовательно, повышается и скорость истечения из сопла. Частицы металла, набравшие в струе газа огромную скорость, при ударе о подложку размягчаются и привариваются к ней. Частицы керамики играют роль микроскопических кувалд — они передают свою кинетическую энергию нижележащим слоям, уплотняют их, снижая пористость покрытия.

Некоторые керамические частицы застревают в покрытии, другие отскакивают от него. Правда, таким способом получают покрытия только из относительно пластичных металлов — меди, алюминия, цинка, никеля и др. Впоследствии деталь можно подвергать всем известным способам механической обработки: сверлить, фрезеровать, точить, шлифовать, полировать.

ГЛАВНОЕ УСЛОВИЕ — ПРОСТОТА И НАДЕЖНОСТЬ

Старания технологов останутся втуне, если конструкторы не смогут создать простое, надежное и экономичное оборудование, в котором был бы реализован придуманный технологами процесс. Основой аппарата для напыления металлических порошков стали сверхзвуковое сопло и малогабаритный электрический нагреватель сжатого воздуха, способный доводить температуру потока до 500-600 o С.

Использование в качестве рабочего газа обычного воздуха позволило попутно решить еще одну проблему, которая стояла перед разработчиками систем на легких газах. Речь идет о введении напыляемого порошка в газовую струю. Чтобы сохранить герметичность, питатели приходилось устанавливать до критического сечения сопла, то есть порошок необходимо было подавать в область высокого давления. Чисто технические трудности усугублялись тем, что, проходя через критическое сечение, металлические частицы вызывали износ сопла, ухудшали его аэродинамические характеристики, не позволяли стабилизировать режимы нанесения покрытий. В конструкции аппарата с воздушной струей инженеры применили принцип пульверизатора, известный каждому еще из школьных опытов по физике. Когда газ проходит по каналу переменного сечения, то в узком месте его скорость увеличивается, а статическое давление падает и может даже быть ниже атмосферного. Канал, по которому порошок поступал из питателя, расположили как раз в таком месте, и порошок перемещался в сопло за счет подсоса воздуха.

В результате на свет появился переносной аппарат для нанесения металлических покрытий. Он имеет ряд достоинств, которые делают его очень полезным в различных отраслях промышленности:

для работы аппарата нужны всего лишь электросеть и воздушная магистраль или компрессор, обеспечивающий давление сжатого воздуха 5-6 атм и подачу 0,5 м 3 /мин;

при нанесении покрытий температура подложки не превышает 150 о С;

покрытия обладают высокой адгезией (40-100 Н/мм 2) и низкой пористостью (1-3%);

оборудование не выделяет вредных веществ и излучений;

габариты устройства позволяют использовать его не только в цеху, но и в полевых условиях;

можно напылять покрытия практически любой толщины.

В состав установки входят собственно напылитель массой 1,3 кг, который оператор держит в руке или закрепляет в манипуляторе, нагреватель воздуха, порошковые питатели, блок контроля и управления работой напылителя и питателя. Все это смонтировано на стойке.

Пришлось потрудиться и над созданием расходных материалов. Выпускаемые промышленностью порошки имеют слишком большие размеры частиц (порядка 100 мкм). Разработана технология, которая позволяет получать порошки с зернами размером 20-50 мкм.

ОТ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ДО СЕЯЛОК

Новый способ напыления металлических покрытий может применяться в самых различных отраслях промышленности. Особенно эффективен он при ремонтных работах, когда необходимо восстановить участки изделий, например, заделать трещину или раковину. Благодаря невысоким температурам процесса легко восстанавливать тонкостенные изделия, отремонтировать которые другим способом, например наплавкой, невозможно.

Поскольку зона напыления имеет четкие границы, напыляемый металл не попадает на бездефектные участки, а это очень важно при ремонте деталей сложной формы, например корпусов коробок передач, блоков цилиндров двигателей и др.

Устройства для напыления уже применяют в авиакосмической и электротехнической промышленности, на объектах атомной энергетики и в сельском хозяйстве, на авторемонтных предприятиях и в литейном производстве.

Метод может оказаться весьма полезным во многих случаях. Вот лишь некоторые из них.

Восстановление изношенных или поврежденных участков поверхностей.
С помощью напыления восстанавливают поврежденные в процессе эксплуатации детали редукторов, насосов, компрессоров, форм для литья по выплавляемым моделям, пресс-форм для изготовления пластиковой упаковки. Новый метод стал большим подспорьем для работников авторемонтных предприятий. Теперь буквально «на коленках» они заделывают трещины в блоках цилиндров, глушителях и пр. Без особых проблем устраняют дефекты (каверны, свищи) в алюминиевом литье.

Устранение течей.
Низкая газопроницаемость покрытий позволяет ликвидировать течи в трубопроводах и сосудах, когда нельзя использовать герметизирующие компаунды. Технология пригодна для ремонта емкостей, работающих под давлением или при высоких и низких температурах: теплообменников, радиаторов автомобилей, кондиционеров.

Нанесение электропроводящих покрытий.
Напылением удается наносить медные и алюминиевые пленки на металлическую или керамическую поверхность. В частности, метод экономически более эффективен, чем традиционные способы, при меднении токоведущих шин, цинковании контактных площадок на элементах заземления и т. п.

Антикоррозионная защита.
Пленки из алюминия и цинка защищают поверхности от коррозии лучше, чем лакокрасочные и многие другие металлические покрытия. Невысокая производительность установки не позволяет обрабатывать большие поверхности, а вот защищать такие уязвимые элементы, как сварные швы, очень удобно. С помощью напыления цинка или алюминия удается приостановить коррозию в местах появления «жучков» на крашеных поверхностях кузовов автомобилей.

Восстановление подшипников скольжения.
В подшипниках скольжения обычно применяют баббитовые вкладыши. С течением времени они изнашиваются, зазор между валом и втулкой увеличивается и слой смазки нарушается. Традиционная технология ремонта требует либо замены вкладыша, либо заварки дефектов. А напыление позволяет восстановить вкладыши. В этом случае для уплотнения слоя напыляемого металла керамику применять нельзя. Твердые включения через считанные минуты после начала работы выведут подшипник из строя, причем поврежденными окажутся поверхности и втулки и вала. Пришлось применить сопло особой конструкции. Оно позволяет наносить покрытие из чистого баббита в так называемом термокинетическом режиме. Частицы порошка сразу за критическим сечением сопла разгоняются сверхзвуковым потоком воздуха, затем скорость потока резко снижается до околозвуковой. В результате резко возрастает температура, и частицы нагреваются почти до температуры плавления. При попадании на поверхность они деформируются, частично плавятся и хорошо прилипают к ниже лежащему слою.

СПЕЦИАЛИСТУ — НА ЗАМЕТКУ

Литература

Каширин А. И., Клюев О. Ф., Буздыгар Т. В. Устройство для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов.
Патент РФ на изобретение № 2100474. 1996, МКИ6 С 23 С 4/00, опубл. 27.12.97. Бюл.№ 36.

Каширин А. И., Клюев О. Ф., Шкодкин А. В. Способ получения покрытий.
Патент РФ на изобретение № 2183695. 2000, МКИ7 С 23 С 24/04, опубл. 20.06.02. Бюл. № 17.

Координаты разработчиков и условия приобретения их технологий или изделий можно узнать в редакции.

Холодное газодинамическое напыление — новейший метод в области термического напыления. По сравнению с обычными процессами термического напыления холодное газодинамическое напыление имеет особые преимущества, поскольку распыляемый материал не расплавляется и не плавится во время процесса. Таким образом, тепловое воздействие на покрытие и материал подложки остается низким.

Высокая кинетическая энергия частиц и высокая степень деформации при воздействии на подложку, которая связана с ней, позволяет изготавливать однородные и очень плотные покрытия. Диапазон толщины покрытия варьируется от нескольких сотых долей миллиметра до нескольких сантиметров.

В получаемых металлических покрытиях, физические и химические свойства практически не отличаются от свойств базового материала.

Согласно новейшей системной технологии компании «Impact Innovations GmbH» инертный газ — предпочтительно азот или гелий — подается в пистолет-распылитель под давлением до 50 бар (725 фунтов на кв. дюйм) и нагревается до максимальной температуры 1100 °C (2012 °F) в корпусе пистолета.

Последующее расширение нагретого и находящегося под высоким давлением газа в сужающемся-расширяющемся сопле до давления окружающей среды приводит к ускорению технологического инертного газа до сверхзвуковой скорости и в то же время к охлаждению газа до температуры ниже 100 °C (373 °F).

Распыляемые порошки впрыскиваются в сужающуюся часть сопла с помощью устройства подачи порошка и газа-носителя и ускоряются до скорости частиц 1200 м/с в основном газовом потоке.

В сильно суженом сопле распылителя частицы ударяются о необработанные, в большинстве случаев, поверхности компонентов, деформируются и превращаются в сильно адгезионное/когезионное и низкооксидное покрытие.

Воздействие скорости частиц на качество и эффективность покрытия

  1. Частица покрытия достигла минимальной скорости удара, которая необходима для возбуждения механизма взаимодействия с поверхностью подложки (обрабатываемого образца). Эта так называемая «критическая скорость» влияет на свойства материала покрытия.
  2. Поскольку скорость удара выше критической скорости, деформация и качество сцепления частиц возрастают.
  3. Если скорость удара слишком высока («скорость эрозии»), происходит больше разрушения материала, чем его добавления. Покрытие не образуется.
  4. Чтобы образовалось плотное и хорошо сформированное покрытие, значение скорости удара частиц должно быть между значениями критической скорости и скорости эрозии.

Что может быть покрыто методом холодного газодинамического напыления?

Материалы для покрытия

Металлы:
например, магний, алюминий, титан, никель, медь, тантал, ниобий, серебро, золото и др.

Сплавы:
например, никель-хром, бронза, алюминиевые сплавы, латунь, титановые сплавы, порошки из MCrAlY (сплавы на основе базового металла (Co, Ni, Cr, Fe) с добавлением хрома, алюминия и иттрия) и др.

Смешанные материалы
(металлическая матрица в сочетании с твердыми фазами): например, металл и керамика, композиты.

Материалы основы

Металлические изделия и образцы, пластмасса, а также стекло и керамика.

Индивидуальная обработка

Каждый отдельный материал обрабатывается индивидуально.

Обработка материалов требует индивидуальной регулировки температуры и давления газа. Комбинация этих двух физических параметров определяет скорость частиц и качество покрытия. Диапазон оптимальной скорости распыления, ограниченный критической скоростью и скоростью эрозии, называется диапазоном осаждения. В рамках этого диапазона на качество нанесения покрытий влияют параметры.

Кандидаты физико-математических наук О. КЛЮЕВ и А. КАШИРИН.

Когда только появились первые металлические орудия труда, выяснилось, что, твердые и прочные, они сплошь и рядом портились под воздействием влаги. Шло время, люди создавали механизмы и машины, и чем более совершенными они становились, тем в более тяжелых условиях приходилось работать их металлическим деталям. Вибрации и знакопеременные нагрузки, огромные температуры, радиоактивное облучение, агрессивные химические среды — вот далеко не полный перечень «испытаний», которым они подвергаются. Cо временем люди научились защищать металл от коррозии, износа и других явлений, которые сокращают срок службы деталей. По сути, есть два подхода к обеспечению такой защиты: либо в основной металл добавляют легирующие элементы, которые придают сплаву искомые свойства, либо на поверхность наносят защитное покрытие. Условия работы деталей машин диктуют свойства, которыми должны обладать покрытия. Технологии их нанесения разнообразны: есть распространенные и относительно несложные, есть очень тонкие, позволяющие создавать покрытия с уникальными свойствами. А неугомонные инженеры продолжают изобретать все новые покрытия и придумывать способы их получения. Судьба этих изобретений может стать счастливой, если покрытие намного превосходит своих предшественников по полезным свойствам или если технология дает существенный экономический эффект. В разработке физиков из Обнинска соединились оба этих условия.

Летящие с огромной скоростью частицы металла при соударении с подложкой привариваются к ней, а частицы керамики уплотняют покрытие (а); на шлифе слоя металла видны застрявшие керамические частицы (б).

Схема (вверху) и общий вид (внизу) аппарата для напыления металлических покрытий.

С помощью аппарата можно наносить покрытия в любых помещениях и даже в полевых условиях.

За критическим сечением сопла возникает зона отрицательного давления, и сюда засасывается порошок. Благодаря этому явлению удалось упростить конструкцию питателя.

Дефекты в корпусных деталях (слева) и результат напыления (справа): а — трещина в автоматической коробке передач; б — каверна в головке блока цилиндра.

Покрытыми слоем меди или алюминия инструментами можно работать в пожароопасных помещениях: при ударе о металлические предметы они не дают искры.

ТЕМПЕРАТУРА ПЛЮС СКОРОСТЬ

Из способов металлизации поверхностей в современной технике чаще всего пользуются гальваническим нанесением и погружением в расплав. Реже используют вакуумное напыление, осаждение из паровой фазы и пр. Ближе всего к разработке обнинских физиков находится газотермическая металлизация, когда наносимый металл плавят, распыляют на мельчайшие капли и струей газа переносят их на подложку.

Металл плавят газовыми горелками, электрической дугой, низкотемпературной плазмой, индукторами и даже взрывчатыми веществами. Соответственно методы металлизации называют газопламенным напылением, электродуговой и высокочастотной металлизацией, плазменным и детонационно-газовым напылением.

В процессе газопламенного напыления металлический пруток, проволоку или порошок плавят и распыляют в пламени горелки, работающей на смеси кислорода с горючим газом. При электродуговой металлизации материал плавится электрической дугой. В обоих случаях капельки металла перемещаются к напыляемой подложке потоком воздуха. При плазменном напылении для нагрева и распыления материала используется струя плазмы, формируемая плазматронами разных конструкций. Детонационно-газовое напыление происходит в результате взрыва, разгоняющего металлические частицы до огромных скоростей.

Во всех случаях частицы напыляемого материала получают два вида энергии: тепловую — от источника нагрева и кинетическую — от газового потока. Оба этих вида энергии участвуют в формировании покрытия и определяют его свойства и структуру. Кинетическая энергия частиц (за исключением детонационно-газового метода) невелика по сравнению с тепловой, и характер их соединения с подложкой и между собой определяется термическими процессами: плавлением, кристаллизацией, диффузией, фазовыми превращениями и т.д. Покрытия обычно характеризуются хорошей прочностью сцепления с подложкой (адгезией) и, к сожалению, низкой однородностью, поскольку велик разброс параметров по сечению потока газа.

Покрытиям, которые создают газотермическими методами, присущ ряд недостатков. К ним относятся, прежде всего, высокая пористость, если, разумеется, не стоит цель специально сделать покрытие пористым, как в некоторых деталях радиоламп. Кроме того, из-за быстрого охлаждения металла на поверхности подложки в покрытии возникают высокие внутренние напряжения. Обрабатываемая деталь неизбежно нагревается, и если она имеет сложную форму, то ее может «повести». Наконец, использование горючих газов и высокие температуры в рабочей зоне усложняют меры по обеспечению безопасности персонала.

Несколько особняком стоит детонационно- газовый метод. При взрыве скорость частиц достигает 1000-2000 м/с. Поэтому основным фактором, определяющим качество покрытия, становится их кинетическая энергия. Покрытия отличаются высокой адгезией и низкой пористостью, но взрывными процессами крайне сложно управлять, и стабильность результато в гарантиро вать практически невозможно.

СКОРОСТЬ ПЛЮС ТЕМПЕРАТУРА

Желание создать более совершенную технологию возникло давно. Перед инженерами стояла цель — сохранить достоинства традиционных технологий и избавиться от их недостатков. Направление поиска было более или менее очевидно: во-первых, покрытия должны формироваться в основном за счет кинетической энергии частиц металла (нельзя допускать плавления частиц: это предотвратит разогрев детали и окисление подложки и частиц покрытия), и, во-вторых, частицы должны приобретать высокую скорость не за счет энергии взрыва, как в детонационно-газовом методе, а в струе сжатого газа. Такой метод назвали газодинамическим.

Первые расчеты и эксперименты показали, что создавать таким способом покрытия, обладающие вполне удовлетворительными характеристиками, можно, если использовать в качестве рабочего газа гелий. Такой выбор объяснялся тем, что скорость потока газа в сверхзвуковом соплепропорциональна скорости звука в соответствующем газе. В легких газах (водород из-за своей взрывоопасности не рассматривался) скорость звука гораздо выше, чем в азоте или воздухе. Именно гелий ускорял бы металлические частицы до высоких скоростей, сообщая им кинетическую энергию, достаточную для закрепления на мишени. Считалось, что использование более тяжелых газов, в том числе воздуха, обречено на неудачу.

Работа опытных напылительных установок дала неплохой результат: разогнавшиеся в струе гелия частицы из большинства промышленно применяемых металлов хорошо прилипали к подложке, образуя плотные покрытия.

Но полного удовлетворения инженеры не испытывали. Было понятно, что оборудование на легких газах неизбежно будет дорогим и сможет применяться лишь на предприятиях, выпускающих продукцию высоких технологий (только там есть магистрали со сжатым гелием). А магистрали со сжатым воздухом имеются практически в каждом цеху, на каждом предприятии автосервиса, в ремонтных мастерских.

Многочисленные эксперименты со сжатым воздухом вроде бы подтверждали худшие ожидания разработчиков. Однако интенсивный поиск все же позволил найти решение. Покрытия удовлетворительного качества получились, когда сжатый воздух в камере перед соплом нагрели, а в металлический порошок стали добавлять мелкодисперсную керамику или порошок твердого металла.

Дело в том, что при нагревании давление воздуха в камере в соответствии с законом Шарля повышается, а следовательно, повышается и скорость истечения из сопла. Частицы металла, набравшие в струе газа огромную скорость, при ударе о подложку размягчаются и привариваются к ней. Частицы керамики играют роль микроскопических кувалд — они передают свою кинетическую энергию нижележащим слоям, уплотняют их, снижая пористость покрытия.

Некоторые керамические частицы застревают в покрытии, другие отскакивают от него. Правда, таким способом получают покрытия только из относительно пластичных металлов — меди, алюминия, цинка, никеля и др. Впоследствии деталь можно подвергать всем известным способам механической обработки: сверлить, фрезеровать, точить, шлифовать, полировать.

ГЛАВНОЕ УСЛОВИЕ — ПРОСТОТА И НАДЕЖНОСТЬ

Старания технологов останутся втуне, если конструкторы не смогут создать простое, надежное и экономичное оборудование, в котором был бы реализован придуманный технологами процесс. Основой аппарата для напыления металлических порошков стали сверхзвуковое сопло и малогабаритный электрический нагреватель сжатого воздуха, способный доводить температуру потока до 500-600 o С.

Использование в качестве рабочего газа обычного воздуха позволило попутно решить еще одну проблему, которая стояла перед разработчиками систем на легких газах. Речь идет о введении напыляемого порошка в газовую струю. Чтобы сохранить герметичность, питатели приходилось устанавливать до критического сечения сопла, то есть порошок необходимо было подавать в область высокого давления. Чисто технические трудности усугублялись тем, что, проходя через критическое сечение, металлические частицы вызывали износ сопла, ухудшали его аэродинамические характеристики, не позволяли стабилизировать режимы нанесения покрытий. В конструкции аппарата с воздушной струей инженеры применили принцип пульверизатора, известный каждому еще из школьных опытов по физике. Когда газ проходит по каналу переменного сечения, то в узком месте его скорость увеличивается, а статическое давление падает и может даже быть ниже атмосферного. Канал, по которому порошок поступал из питателя, расположили как раз в таком месте, и порошок перемещался в сопло за счет подсоса воздуха.

В результате на свет появился переносной аппарат для нанесения металлических покрытий. Он имеет ряд достоинств, которые делают его очень полезным в различных отраслях промышленности:

для работы аппарата нужны всего лишь электросеть и воздушная магистраль или компрессор, обеспечивающий давление сжатого воздуха 5-6 атм и подачу 0,5 м 3 /мин;

при нанесении покрытий температура подложки не превышает 150 о С;

покрытия обладают высокой адгезией (40-100 Н/мм 2) и низкой пористостью (1-3%);

оборудование не выделяет вредных веществ и излучений;

габариты устройства позволяют использовать его не только в цеху, но и в полевых условиях;

можно напылять покрытия практически любой толщины.

В состав установки входят собственно напылитель массой 1,3 кг, который оператор держит в руке или закрепляет в манипуляторе, нагреватель воздуха, порошковые питатели, блок контроля и управления работой напылителя и питателя. Все это смонтировано на стойке.

Пришлось потрудиться и над созданием расходных материалов. Выпускаемые промышленностью порошки имеют слишком большие размеры частиц (порядка 100 мкм). Разработана технология, которая позволяет получать порошки с зернами размером 20-50 мкм.

ОТ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ДО СЕЯЛОК

Новый способ напыления металлических покрытий может применяться в самых различных отраслях промышленности. Особенно эффективен он при ремонтных работах, когда необходимо восстановить участки изделий, например, заделать трещину или раковину. Благодаря невысоким температурам процесса легко восстанавливать тонкостенные изделия, отремонтировать которые другим способом, например наплавкой, невозможно.

Поскольку зона напыления имеет четкие границы, напыляемый металл не попадает на бездефектные участки, а это очень важно при ремонте деталей сложной формы, например корпусов коробок передач, блоков цилиндров двигателей и др.

Устройства для напыления уже применяют в авиакосмической и электротехнической промышленности, на объектах атомной энергетики и в сельском хозяйстве, на авторемонтных предприятиях и в литейном производстве.

Метод может оказаться весьма полезным во многих случаях. Вот лишь некоторые из них.

Восстановление изношенных или поврежденных участков поверхностей.
С помощью напыления восстанавливают поврежденные в процессе эксплуатации детали редукторов, насосов, компрессоров, форм для литья по выплавляемым моделям, пресс-форм для изготовления пластиковой упаковки. Новый метод стал большим подспорьем для работников авторемонтных предприятий. Теперь буквально «на коленках» они заделывают трещины в блоках цилиндров, глушителях и пр. Без особых проблем устраняют дефекты (каверны, свищи) в алюминиевом литье.

Устранение течей.
Низкая газопроницаемость покрытий позволяет ликвидировать течи в трубопроводах и сосудах, когда нельзя использовать герметизирующие компаунды. Технология пригодна для ремонта емкостей, работающих под давлением или при высоких и низких температурах: теплообменников, радиаторов автомобилей, кондиционеров.

Нанесение электропроводящих покрытий.
Напылением удается наносить медные и алюминиевые пленки на металлическую или керамическую поверхность. В частности, метод экономически более эффективен, чем традиционные способы, при меднении токоведущих шин, цинковании контактных площадок на элементах заземления и т. п.

Антикоррозионная защита.
Пленки из алюминия и цинка защищают поверхности от коррозии лучше, чем лакокрасочные и многие другие металлические покрытия. Невысокая производительность установки не позволяет обрабатывать большие поверхности, а вот защищать такие уязвимые элементы, как сварные швы, очень удобно. С помощью напыления цинка или алюминия удается приостановить коррозию в местах появления «жучков» на крашеных поверхностях кузовов автомобилей.

Восстановление подшипников скольжения.
В подшипниках скольжения обычно применяют баббитовые вкладыши. С течением времени они изнашиваются, зазор между валом и втулкой увеличивается и слой смазки нарушается. Традиционная технология ремонта требует либо замены вкладыша, либо заварки дефектов. А напыление позволяет восстановить вкладыши. В этом случае для уплотнения слоя напыляемого металла керамику применять нельзя. Твердые включения через считанные минуты после начала работы выведут подшипник из строя, причем поврежденными окажутся поверхности и втулки и вала. Пришлось применить сопло особой конструкции. Оно позволяет наносить покрытие из чистого баббита в так называемом термокинетическом режиме. Частицы порошка сразу за критическим сечением сопла разгоняются сверхзвуковым потоком воздуха, затем скорость потока резко снижается до околозвуковой. В результате резко возрастает температура, и частицы нагреваются почти до температуры плавления. При попадании на поверхность они деформируются, частично плавятся и хорошо прилипают к ниже лежащему слою.

СПЕЦИАЛИСТУ — НА ЗАМЕТКУ

Литература

Каширин А. И., Клюев О. Ф., Буздыгар Т. В. Устройство для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов.
Патент РФ на изобретение № 2100474. 1996, МКИ6 С 23 С 4/00, опубл. 27.12.97. Бюл.№ 36.

Каширин А. И., Клюев О. Ф., Шкодкин А. В. Способ получения покрытий.
Патент РФ на изобретение № 2183695. 2000, МКИ7 С 23 С 24/04, опубл. 20.06.02. Бюл. № 17.

Координаты разработчиков и условия приобретения их технологий или изделий можно узнать в редакции.

Покупка и продажа оборудования для бизнеса

  • Главная
  • Информационные статьи
  • Технологии
  • “Оборонка” поделилась методом реставрации металлических изделий

Кстати, обнинские инженеры разработали уже несколько модификаций установок ДИМЕТ. Учитывая широкую востребованность данного оборудования, сейчас серийно выпускаются как ручные, так и автоматизированные аппараты холодного газодинамического напыления, что позволяет использовать их в промышленности, нефтегазовой отрасли, а также в малом бизнесе для обработки небольших деталей. Тем более, что ничего особо сложного в самой технологии нет. Для работы комплекса (помимо материала для напыления) необходим только сжатый воздух (подается под давлением 0,6-1,0 МПа и расходом 0,3-0,4 м3/мин.) и электросеть напряжением 220 В.

Теперь еще о преимуществах и недостатках метода. Оборудование для напыления металлов из китая? Во-первых, в отличие от газотермического способа ХГН может эффективно применяться при обычном давлении, в любом температурном диапазоне и уровне влажности.

В-вторых, он экологически абсолютно безопасен. В-третьих, благодаря большой скорости, может применяться и для абразивной чистки поверхности. Ну, а единственным недостатком технологии является возможность нанесения покрытий только из относительно пластичных металлов, таких как медь, алюминий, цинк, никель и др.

Область применения ХГН

Более подробно хотелось бы остановиться на сферах использования технологии холодного газодинамического напыления порошковыми материалами, чтобы наглядно показать насколько она сегодня востребована.

Устранение дефектов, восстановление поверхностей и герметизация

Все это – работа, которой могут заниматься даже малые предприятия. К примеру, в небольших мастерских можно ремонтировать детали из легких сплавов (части автомобильной конструкции, допустим), прежде всего, алюминиевых и алюминиевомагниевых. Причем, легко устраняются дефекты, возникшие как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации.

А отсутствие сильного нагрева и низкая энергетика метода позволяют чинить даже тонкостенные изделия.

Отлично подходит ХГН и для восстановления изношенных поверхностей. Например, такой трудоемкий процесс, как “наращивание” металла в посадочных местах подшипников, теперь могут осуществлять даже малые предприятия, не говоря уже о восстановлении герметизации (когда применение жидких герметиков невозможно) в трубопроводах, теплообменниках или сосудах для рабочих газов, жидкостей.

Высокоточное восстановление деталей различных механизмов, токопроведение

ХГН
очень эффективен в ремонте сложных изделий, где требуется точное восстановление геометрических параметров, устранение скрытых дефектов, но при этом с сохранением всех эксплуатационных характеристик, а также товарного вида. Именно поэтому данный метод активно используется в оборонно-промышленном комплексе, железнодорожной и авиационной промышленности, сельском хозяйстве, газоперекачке и пр.

Не обойтись без этой технологии и в создании контактных площадок. Цены на оборудование для напыления металлов? Благодаря возможности легкого нанесения покрытий на любые металлические, керамические и стеклянные поверхности ХГН применяется и в производстве электротехнических изделий. Например, в процессах меднения, создании силовых токонесущих сетей, нанесении токовводов, изготовлении подслоев под пайку и т. д.

Антикоррозийная обработка и устранение глубоких дефектов

Напыление так называемого антифрикционного покрытия – высокоэффективный способ избавления от локальных повреждений (глубоких сколов, задиров, царапин). Это позволяет избежать процедуры полной перезаливки или даже замены изделия, что, естественно, экономически не выгодно.

А в антикорроизонной обработке и защите от высокотемпературной коррозии различных коммуникаций данному методу вообще нет равных. К слову, различные модификации оборудования ДИМЕТ ®
обеспечивают качественную обработку внутренней поверхности труб диаметром от 100 мм и длиной до 12 м.

Дополнительная информация:

Газодинамическим методом наносятся жаростойкие покрытия, которые обеспечивают защиту вплоть до 1000-1100 градусов Цельсия. Электропроводность в среднем составляет 80-90 % электропроводности объемного материала. Коррозионная стойкость зависит от характеристик агрессивной среды.

Работа оборудования ДИМЕТ, разработанного и серийно выпускаемого ” Обнинским центром порошкового напыления” (ООО “ОЦПН “), основана на эффекте закрепления частиц металла, если они движутся со сверхзвуковой скоростью, на поверхности при соударении с ней, газодинамическое напыление металлов ДИМЕТ. Технология позволяет наносить металлические покрытия не только на металлы, но и на стекло, керамику, камень, бетон. К настоящему времени технология ДИМЕТ позволяет наносить покрытия из алюминия, цинка, меди, олова, свинца, баббитов, никеля и наносить их не только на металлы, но и на стекло, керамику, камень, бетон.

Специалисты Плакарта производят покрытия газодинамическим способом для промышленного оборудования (например, на фото – антикоррозионное покрытие теплообменника без демонтажа). Кроме того, мы поставляем установки холодного газодинамического напыления под ключ (наладка, сервис, обучение).

В зависимости от состава расходного материала (порошка) и изменения режимов его нанесения можно получить однородное или композиционное покрытие с твердой или пористой структурой и своей функциональной задачей. Это может быть: восстановление геометрии изделия, упрочнение и защита металла от коррозии, повышение тепло- и электропроводности материала, а также образование износостойкого покрытия, выдерживающего воздействие химически активных сред, высоких тепловых нагрузок и т. д.

В описании изобретения Браунинга данные проблемы оговариваются, но не разрешаются. Выход из данного положения открывает метод напыления, в котором порошок не нагревается до расплавленного состояния. Идея о возможности “холодной сварки” мелких металлических частиц при высокоскоростном соударении их с твердой поверхностью высказана в изобретении Шестакова еще в 1967 году Предложение о холодной сварке частиц в динамическом режиме в свое время не получило развития.

Оборудование для холодного газодинамического напыления металлов? Т.к. для реализации режима холодного напыления необходимы были новые предложения по устройству соплового узла.

Газодинамическое напыление — это технология нанесения металлического покрытия на различные материалы и изделия с защитной или декоративной целью, при которой формирование поверхностного слоя происходит за счет удара частиц наносимого вещества о поверхность покрываемых заготовок. Газодинамическое напыление бывает холодным (ХГН) и импульсным (ИГН). В первом случае частицы не подвергаются нагреву, а их разгон обеспечивается с помощью сверхзвукового газового потока. Во втором же происходит средний нагрев и ускорение частиц серией ударных волн фиксированной частоты.

Предприятия в Московской области

Московская обл., г. Сергиев Посад, пр. Красной Армии, д. 212В, корп. 8

Стаж (лет): 11

Сотрудников: 20


Площадь (м²): 1400


Станков: 30

Долбёжная обработка

Заточка инструмента

Зенкерование отверстий

Зубодолбёжная обработка

Зубофрезерная обработка

Зубошлифовальные работы

Координатно-расточные работы

Накатка резьбы

Нарезание резьбы

Плоскошлифовальные работы

Развертывание отверстий

Слесарные работы

Токарно-автоматные работы

Электроэрозионная обработка

Закалка ТВЧ

Объёмная закалка
Алитирование

Анодирование

Газодинамическое напыление

Оксидирование

Цементация

Лазерная резка

Плазменная резка

Газовая сварка

Газопрессовая сварка

Диффузионная сварка

Дугопрессовая сварка

Контактная сварка

Кузнечная сварка

Роботизированная сварка

Ручная дуговая сварка
Сварка под слоем флюса
Термитная сварка

Порошковая покраска

Работа с нержавеющей сталью

Ультразвуковой контроль

Московская обл., г. Истра, ул. Панфилова, д. 11

Стаж (лет): 61

Сотрудников: 500


Площадь (м²): 10000


Станков: 86

Горизонтально-расточные работы

Зенкерование отверстий

Координатно-расточные работы

Круглошлифовальные работы

Механическая обработка на обрабатывающем центре

Накатка резьбы

Нарезание резьбы

Плоскошлифовальные работы

Протягивание

Развертывание отверстий

Резьбошлифовальные работы

Сверление отверстий на станках с ЧПУ

Сверление отверстий на универсальных станках

Слесарные работы

Токарная обработка на станках с ЧПУ

Токарная обработка на универсальных станках

Токарно-автоматные работы

Фрезерная обработка на станках с ЧПУ

Фрезерная обработка на универсальных станках

Хонингование

Шлицефрезерная обработка

Электроэрозионная обработка

Дисперсное твердение

Закалка ТВЧ

Нормализация

Объёмная закалка

Отжиг металла

Отпуск металла

Поверхностная закалка

Сорбитизация

Улучшение металла
Бороалитирование

Газодинамическое напыление

Газотермическое напыление

Гальваническое покрытие медью (меднение, омеднение)

Гальваническое покрытие никелем (никелирование)

Гальваническое покрытие хромом (хромирование)

Гальваническое покрытие цинком (цинкование, оцинковка)

Карбонитрация

Нитроцементация
Термодиффузионное цинкование

Травление металла

Химическое фосфатирование

Хромоалитирование

Хромосилицирование

Лазерная резка

Фигурная резка труб

Вальцовка листового металла

Вальцовка профиля

Вальцовка пруткового металла

Гибка профиля

Гибка пруткового металла

Гибка трубы

Аргонная (аргонодуговая) сварка

Газовая сварка

Газопрессовая сварка

Контактная сварка

Вырубка металла

Листовая штамповка

Перфорация металла

Пробивка металла

Раскатка

Изготовление деталей по чертежам заказчика

Изготовление нестандартных металлоконструкций

Лазерная гравировка

Обработка алюминия

Обработка титана

Покраска кистью

Покраска краскопультом

Порошковая покраска

Работа с нержавеющей сталью

Работа с оцинкованной сталью

Московская обл., Мытищинский район, д. Красная Горка, ул. Школьная, д. 38

Стаж (лет): 6

Сотрудников: ?


Площадь (м²): ?


Станков: ?

Токарная обработка на станках с ЧПУ

Дисперсное твердение

Закалка ТВЧ

Криогенная обработка

Нормализация

Объёмная закалка

Отжиг металла

Отпуск металла

Поверхностная закалка

Сорбитизация

Улучшение металла

Азотирование

Алитирование

Анодирование

Борирование

Бороалитирование

Газодинамическое напыление

Газотермическое напыление

Гальваническое покрытие медью (меднение, омеднение)

Гальваническое покрытие никелем (никелирование)

Гальваническое покрытие хромом (хромирование)

Гальваническое покрытие цинком (цинкование, оцинковка)

Карбонитрация

Многослойное покрытие медью и никелем

Многослойное покрытие медью, никелем и хромом

Нитроцементация

Оксидирование

Плакирование

Силицирование

Термодиффузионное цинкование

Травление металла

Химическое фосфатирование

Хромоалитирование

Хромосилицирование

Цементация

Цианирование

Электрохимическая полировка металла

Газовая/газопламенная/кислородная резка

Гидроабразивная резка

Лазерная резка

Плазменная резка

Поперечная резка рулонной стали

Продольная резка рулонной стали

Продольно-поперечная резка рулонной стали

Резка арматуры

Резка на ленточнопильном станке

Резка пресс-ножницами

Рубка на гильотинных ножницах

Фигурная резка труб

Вальцовка листового металла

Вальцовка профиля

Вальцовка пруткового металла

Вальцовка трубы

3D гибка проволоки

Гибка листового металла

Гибка на прессе

Гибка профиля

Гибка пруткового металла

Гибка трубы

Аргонная (аргонодуговая) сварка

Газовая сварка

Газопрессовая сварка

Диффузионная сварка

Дугопрессовая сварка

Контактная сварка

Кузнечная сварка

Лазерная сварка

Наплавка

Пайка

Полуавтоматическая дуговая сварка

Роботизированная сварка

Ручная дуговая сварка

Сварка арматуры

Сварка взрывом

Сварка под слоем флюса

Сварка трением

Сварка труб

Термитная сварка

Ультразвуковая сварка

Химическая сварка

Холодная сварка

Электронно-лучевая сварка

Волочение

Вырубка металла

Ковка

Листовая штамповка

Объёмная штамповка

Перфорация металла

Правка плоского металлопроката

Прессование металла

Пробивка металла

Прокатка металла

Прокатка-волочение

Прокатка-прессование

Пуклевание

Раскатка

Раскрой металла на координатно-пробивном прессе

Художественная ковка

Визуально-измерительный контроль

Изготовление деталей по образцам заказчика

Изготовление деталей по чертежам заказчика

Изготовление нестандартных металлоконструкций

Изготовление типовых металлоконструкций

Контроль проникающими веществами

Лазерная гравировка

Магнитнопорошковый контроль

Маркировка плазмой

Обработка алюминия

Обработка в галтовочном барабане

Обработка в дробемёте

Обработка титана

Перемотка рулонов металла

Пескоструйная обработка

Покраска кистью

Покраска краскопультом

Порошковая покраска

Работа с арматурой

Работа с нержавеющей сталью

Работа с оцинкованной сталью

Разработка 3D моделей по чертежам

Ультразвуковая толщинометрия

Ультразвуковой контроль

Химический анализ

Газодинамическое напыление

Основная цель газодинамического напыления металла заключается в придании поверхностям заготовок определенных свойств. Эта процедура выполняется не только в отношении металлических заготовок, но и других материалов. Она направлена на увеличение прочностных характеристик, электрической и тепловой проводимости. Данная технология обеспечивает защиту от коррозии, восстанавливает геометрические размеры. Предприятия, оказывающие услуги газодинамического напыления металла в Москве
, прекрасно справляются с этой задачей, ведь в их распоряжении находится высокотехнологичное оборудование.

В большинстве случаев, поверхности металлизируют, при этом наносимые покрытия обладают отличными адгезивными свойствами. Сцепление с основанием получается максимально надежным, изделия обретают дополнительную прочность. Напыляться могут исключительно металлические порошки либо субстанции, содержащие помимо металла, ещё и керамическую составляющую в определенных дозировках. Это существенно удешевляет методику формирования порошкового покрытия и не отражается на его характеристиках. Суть холодной методики газодинамического напыления состоит в нанесении и фиксации на поверхности элементов твердых металлических частиц либо смесей материалов. Их размер составляет 0,01-50 мкм. Они разгоняются до требуемой скорости в воздушной, озоновой либо гелиевой среде. Подобный материал именуют порошковым.

Это алюминиевые частички, никелевые, сочетания алюминия с цинком. Среда, при помощи которой перемешают материал, может быть горячей и холодной. В первом случае максимальный нагрев составляет 700 градусов. При взаимодействии с поверхностью изделия имеет место пластинчатая трансформация, кинематическая энергия трансформируется в адгезионную и тепловую. За счет этого формируется прочный поверхностный слой. Порошок наносят не только на поверхности из металла, но и на бетонные, стеклянные, керамические, каменные. Это существенно расширяет сферу использования методики формирования поверхностей со специфичными свойствами.

Газодинамическое напыление бывает высоким и низким – этот зависит от уровня давления. В первом случае рабочей средой, которая перемещает порошок, служит азот и гелий. Движущиеся металлические частицы обладают давлением свыше 15 атм. Во втором случае применяют сжатый воздух, подаваемый под давлением не более 10 атм. Отличия между этими видами состоят еще и в силе подогрева, расходе рабочей среды. Напыление выполняется в несколько этапов, включающих:

  1. Подготовку поверхности к нанесению порошка (используют механический либо абразивный метод).
  2. Нагрев рабочей среды до необходимого температурного режима.
  3. Подачу нагретого газа в специальное сопло под требуемым давлением (газ подается вместе с порошком).
  4. Порошок обретает огромную скорость и соприкасается с поверхностью изделий.

Стоимость услуг газодинамического напыления металла в Московской области вполне доступная.

Газодинамическое напыление — это технология нанесения металлического покрытия на различные материалы и изделия с защитной или декоративной целью, при которой формирование поверхностного слоя происходит за счет удара частиц наносимого вещества о поверхность покрываемых заготовок. Газодинамическое напыление бывает холодным (ХГН) и импульсным (ИГН). В первом случае частицы не подвергаются нагреву, а их разгон обеспечивается с помощью сверхзвукового газового потока. Во втором же происходит средний нагрев и ускорение частиц серией ударных волн фиксированной частоты.

Предприятия в Московской области

Московская обл., г. Сергиев Посад, пр. Красной Армии, д. 212В, корп. 8

Стаж (лет): 11

Сотрудников: 20


Площадь (м²): 1400


Станков: 30

Долбёжная обработка

Заточка инструмента

Зенкерование отверстий

Зубодолбёжная обработка

Зубофрезерная обработка

Зубошлифовальные работы

Координатно-расточные работы

Накатка резьбы

Нарезание резьбы

Плоскошлифовальные работы

Развертывание отверстий

Слесарные работы

Токарно-автоматные работы

Электроэрозионная обработка

Закалка ТВЧ

Объёмная закалка
Алитирование

Анодирование

Газодинамическое напыление

Оксидирование

Цементация

Лазерная резка

Плазменная резка

Газовая сварка

Газопрессовая сварка

Диффузионная сварка

Дугопрессовая сварка

Контактная сварка

Кузнечная сварка

Роботизированная сварка

Ручная дуговая сварка
Сварка под слоем флюса
Термитная сварка

Порошковая покраска

Работа с нержавеющей сталью

Ультразвуковой контроль

Московская обл., г. Истра, ул. Панфилова, д. 11

Стаж (лет): 61

Сотрудников: 500


Площадь (м²): 10000


Станков: 86

Горизонтально-расточные работы

Зенкерование отверстий

Координатно-расточные работы

Круглошлифовальные работы

Механическая обработка на обрабатывающем центре

Накатка резьбы

Нарезание резьбы

Плоскошлифовальные работы

Протягивание

Развертывание отверстий

Резьбошлифовальные работы

Сверление отверстий на станках с ЧПУ

Сверление отверстий на универсальных станках

Слесарные работы

Токарная обработка на станках с ЧПУ

Токарная обработка на универсальных станках

Токарно-автоматные работы

Фрезерная обработка на станках с ЧПУ

Фрезерная обработка на универсальных станках

Хонингование

Шлицефрезерная обработка

Электроэрозионная обработка

Дисперсное твердение

Закалка ТВЧ

Нормализация

Объёмная закалка

Отжиг металла

Отпуск металла

Поверхностная закалка

Сорбитизация

Улучшение металла
Бороалитирование

Газодинамическое напыление

Газотермическое напыление

Гальваническое покрытие медью (меднение, омеднение)

Гальваническое покрытие никелем (никелирование)

Гальваническое покрытие хромом (хромирование)

Гальваническое покрытие цинком (цинкование, оцинковка)

Карбонитрация

Нитроцементация
Термодиффузионное цинкование

Травление металла

Химическое фосфатирование

Хромоалитирование

Хромосилицирование

Лазерная резка

Фигурная резка труб

Вальцовка листового металла

Вальцовка профиля

Вальцовка пруткового металла

Гибка профиля

Гибка пруткового металла

Гибка трубы

Аргонная (аргонодуговая) сварка

Газовая сварка

Газопрессовая сварка

Контактная сварка

Вырубка металла

Листовая штамповка

Перфорация металла

Пробивка металла

Раскатка

Изготовление деталей по чертежам заказчика

Изготовление нестандартных металлоконструкций

Лазерная гравировка

Обработка алюминия

Обработка титана

Покраска кистью

Покраска краскопультом

Порошковая покраска

Работа с нержавеющей сталью

Работа с оцинкованной сталью

Московская обл., Мытищинский район, д. Красная Горка, ул. Школьная, д. 38

Стаж (лет): 6

Сотрудников: ?


Площадь (м²): ?


Станков: ?

Токарная обработка на станках с ЧПУ

Дисперсное твердение

Закалка ТВЧ

Криогенная обработка

Нормализация

Объёмная закалка

Отжиг металла

Отпуск металла

Поверхностная закалка

Сорбитизация

Улучшение металла

Азотирование

Алитирование

Анодирование

Борирование

Бороалитирование

Газодинамическое напыление

Газотермическое напыление

Гальваническое покрытие медью (меднение, омеднение)

Гальваническое покрытие никелем (никелирование)

Гальваническое покрытие хромом (хромирование)

Гальваническое покрытие цинком (цинкование, оцинковка)

Карбонитрация

Многослойное покрытие медью и никелем

Многослойное покрытие медью, никелем и хромом

Нитроцементация

Оксидирование

Плакирование

Силицирование

Термодиффузионное цинкование

Травление металла

Химическое фосфатирование

Хромоалитирование

Хромосилицирование

Цементация

Цианирование

Электрохимическая полировка металла

Газовая/газопламенная/кислородная резка

Гидроабразивная резка

Лазерная резка

Плазменная резка

Поперечная резка рулонной стали

Продольная резка рулонной стали

Продольно-поперечная резка рулонной стали

Резка арматуры

Резка на ленточнопильном станке

Резка пресс-ножницами

Рубка на гильотинных ножницах

Фигурная резка труб

Вальцовка листового металла

Вальцовка профиля

Вальцовка пруткового металла

Вальцовка трубы

3D гибка проволоки

Гибка листового металла

Гибка на прессе

Гибка профиля

Гибка пруткового металла

Гибка трубы

Аргонная (аргонодуговая) сварка

Газовая сварка

Газопрессовая сварка

Диффузионная сварка

Дугопрессовая сварка

Контактная сварка

Кузнечная сварка

Лазерная сварка

Наплавка

Пайка

Полуавтоматическая дуговая сварка

Роботизированная сварка

Ручная дуговая сварка

Сварка арматуры

Сварка взрывом

Сварка под слоем флюса

Сварка трением

Сварка труб

Термитная сварка

Ультразвуковая сварка

Химическая сварка

Холодная сварка

Электронно-лучевая сварка

Волочение

Вырубка металла

Ковка

Листовая штамповка

Объёмная штамповка

Перфорация металла

Правка плоского металлопроката

Прессование металла

Пробивка металла

Прокатка металла

Прокатка-волочение

Прокатка-прессование

Пуклевание

Раскатка

Раскрой металла на координатно-пробивном прессе

Художественная ковка

Визуально-измерительный контроль

Изготовление деталей по образцам заказчика

Изготовление деталей по чертежам заказчика

Изготовление нестандартных металлоконструкций

Изготовление типовых металлоконструкций

Контроль проникающими веществами

Лазерная гравировка

Магнитнопорошковый контроль

Маркировка плазмой

Обработка алюминия

Обработка в галтовочном барабане

Обработка в дробемёте

Обработка титана

Перемотка рулонов металла

Пескоструйная обработка

Покраска кистью

Покраска краскопультом

Порошковая покраска

Работа с арматурой

Работа с нержавеющей сталью

Работа с оцинкованной сталью

Разработка 3D моделей по чертежам

Ультразвуковая толщинометрия

Ультразвуковой контроль

Химический анализ

Газодинамическое напыление

Основная цель газодинамического напыления металла заключается в придании поверхностям заготовок определенных свойств. Эта процедура выполняется не только в отношении металлических заготовок, но и других материалов. Она направлена на увеличение прочностных характеристик, электрической и тепловой проводимости. Данная технология обеспечивает защиту от коррозии, восстанавливает геометрические размеры. Предприятия, оказывающие услуги газодинамического напыления металла в Москве
, прекрасно справляются с этой задачей, ведь в их распоряжении находится высокотехнологичное оборудование.

В большинстве случаев, поверхности металлизируют, при этом наносимые покрытия обладают отличными адгезивными свойствами. Сцепление с основанием получается максимально надежным, изделия обретают дополнительную прочность. Напыляться могут исключительно металлические порошки либо субстанции, содержащие помимо металла, ещё и керамическую составляющую в определенных дозировках. Это существенно удешевляет методику формирования порошкового покрытия и не отражается на его характеристиках. Суть холодной методики газодинамического напыления состоит в нанесении и фиксации на поверхности элементов твердых металлических частиц либо смесей материалов. Их размер составляет 0,01-50 мкм. Они разгоняются до требуемой скорости в воздушной, озоновой либо гелиевой среде. Подобный материал именуют порошковым.

Это алюминиевые частички, никелевые, сочетания алюминия с цинком. Среда, при помощи которой перемешают материал, может быть горячей и холодной. В первом случае максимальный нагрев составляет 700 градусов. При взаимодействии с поверхностью изделия имеет место пластинчатая трансформация, кинематическая энергия трансформируется в адгезионную и тепловую. За счет этого формируется прочный поверхностный слой. Порошок наносят не только на поверхности из металла, но и на бетонные, стеклянные, керамические, каменные. Это существенно расширяет сферу использования методики формирования поверхностей со специфичными свойствами.

Газодинамическое напыление бывает высоким и низким – этот зависит от уровня давления. В первом случае рабочей средой, которая перемещает порошок, служит азот и гелий. Движущиеся металлические частицы обладают давлением свыше 15 атм. Во втором случае применяют сжатый воздух, подаваемый под давлением не более 10 атм. Отличия между этими видами состоят еще и в силе подогрева, расходе рабочей среды. Напыление выполняется в несколько этапов, включающих:

  1. Подготовку поверхности к нанесению порошка (используют механический либо абразивный метод).
  2. Нагрев рабочей среды до необходимого температурного режима.
  3. Подачу нагретого газа в специальное сопло под требуемым давлением (газ подается вместе с порошком).
  4. Порошок обретает огромную скорость и соприкасается с поверхностью изделий.

Стоимость услуг газодинамического напыления металла в Московской области вполне доступная.

Роботы Kawasaki применяют в комплексах напыления по технологии ДИМЕТ. Эта технология позволяет наносить металлический слой на различные поверхности: металл, стекло, керамика, камень. Особенностью технологии является возможность нанесения металлического порошка на несовместимые для сварки и пайки металлы. Например, удается эффективно наносить медь на алюминий, что представляет большую ценность для электротехнического производства.

О технолигии

Технология газодинамического напыления порошкового металла и преобразования его в монолитное покрытие реализуется на оборудовании ДИМЕТ выпускаемом Обнинским Центром Порошкового Напыления. Покрытия формируются на любой твердой поверхности, такой, как металл, стекло, керамика, камень. Материал покрытия выбирается при решении конкретной производственной или творческой задачи, поскольку решение может быть получено с помощью разного типа порошковых материалов.

Сжатый воздух (5-8 атм) нагревается (300-600°C) и подается в сопло, где формируется сверхзвуковой поток:

  • в этот поток вводятся порошки, содержащие металлические и керамические частицы
  • частицы ускоряются газовым потоком до скорости несколько сот метров в секунду и в нерасплавленном состоянии направляются на подложку
  • при ударе о подложку кинетическая энергия частиц преобразуется в тепло, а затем в энергию связи частиц с подложкой
  • в результате таких высокоскоростных ударов частицы закрепляются на подложке и формируют плотное покрытие.

Основные процессы, определяющие сцепление частиц с подложкой и друг с другом:

  1. Тесное соприкосновение кристаллических решеток частиц и подложки (или разных частиц) до образования металлических связей, по крайней мере, на отдельных участках пятна контакта. При этом нигде не происходит плавления частицы или подложки. Этот механизм сцепления аналогичен механизму сцепления при сварке взрывом.
  2. На отдельных выступах и неровностях падающих частиц может происходить их плавление и осуществляться точечная микросварка.
  3. При тесном соприкосновении ювенильных поверхностей разнородных материалов может проявляться межмолекулярное взаимодействие этих материалов. Типичным примером такого механизма является напыление зеркального алюминиевого покрытия на стекло.
  4. Определенную роль может играть механическое сцепление при условии глубокого проникновения частиц в подложку. Конкретное соотношение относительной роли различных механизмов сцепления в различных случаях может существенно отличаться друг от друга и является предметом отдельного исследования.

Области применения

Отрасль Применение Покрытия

Литейное производство

Ремонт дефектов литьевых деталей

Под давлением

В кокиль

По выплавляемым моделям

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей.

Герметизирующие покрытия

(низкая газопроницаемость)

Металлургическое производство

Снижение электросопротивления контактов электролизёров

Защита от высокотемпературной коррозии

Электропроводящие покрытия

Жаростойкие покрытия

Автомобилестроение

Ремонт литых деталей

Герметизирующие покрытия

Антикоррозионные покрытия

Покрытия при ремонте механических повреждений ГБЦ, БЦ, агрегатов

Герметизация трещин ГБЦ, БЦ, радиаторов, трубопроводов, кондиционеров

Защита от коррозии локальных очагов

Восстановление формы кузовных деталей из алюминия без шпатлевки

Герметизирующие покрытия

Антикоррозионные покрытия

Авиастроение, авиаремонт

Ремонт литьевых и производственных дефектов алюминиевых деталей

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей.

Герметизирующие покрытия

Ракетная и космическая техника

Специальное

Покрытия для герметизации изделий из термоупрочненного алюминия

Теплоизлучающие покрытия

Судостроение, судоремонт

Протекторная защита сварных швов

Восстановление посадочных мест подшипников

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей

Антикоррозионные покрытия

Герметизирующие покрытия

Нефтегазовая промышленность

Восстановление геометрии деталей газоперекачивающих агрегатов

Предотвращение от схватывания высоконагруженных резьбовых соединений

Восстановление подшипников скольжения

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей

Антисхватывающие покрытия

Антифрикционные

Электротехническое производство

Металлизация электроконтактных площадок

Нанесение электропроводных гальванически совместимых покрытий

Металлизация для теплопередачи

Подслои по алюминию и стекло под пайку

Электропроводящие покрытия

Инструментальное производство

Восстановление форм для пластиковой и стеклянной упаковки

Восстановление форм для прессования резиновых изделий

Восстановление оснастки для прессовки деталей из прессматериалов (АГ4, ДСВ, карболит)

Изготовление искрозащищенного инструмента

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей

Искробезопасные покрытия

Реставрация памятников и скульптур

Восстановление утраченных элементов памятников. Защита от коррозии

Покрытия для восстановления формы и размеров деталей

Антикоррозионные покрытия

Реализованный проект

Роботизированный комплекс покрытия контактных поверхностей токопроводящих шин, которые используются в токамак-реакторе проекта ИТЭР. Разработчик комплекса — ООО «Актон» (партнер и системный интегратор Robowizard).

Схема комплекса:

Решенная задача:

Напыление двухслойного медного покрытия на плоские электроконтактные поверхности алюминиевых токопроводящих шин. Площадка напыления — до 0,5м 2 , сами шины достигают длины 12 метров и массы 4 тонны.

Состав комплекса:

  1. ПЛК Овен;
  2. Робот Kawasaki RS006L;
  3. Камера напыления;
  4. Контроллер E01;

Реализованный комплекс дает возможность выполнения следующих задач:

  • исполнение технологического процесса с функцией программного контроля и управления параметрами;
  • движение напылителя по заданной траектории, синхронизирующееся с работой технологического оборудования, посредством передачи информационных сообщений;
  • визуализация параметров технологического процесса на сенсорном экране оператора, а также средства изменения режимов работы, организованные на базе элементов диалоговых окон.

Если у вас есть потребность в подобном решении — оставьте свои контактные данные в форме заявки. Наши специалисты проконсультируют вас и оговорят детали сотрудничества.

Галерея проекта

Схема сотрудничества

По сути, — 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.

Принцип действия, плюсы и минусы ХГН

Имеет два основных отличия от газотермического метода реставрации. Во-первых, напыление защитного или восстановительного покрытия происходит при пониженной температуре, не превышающей 150 °С, что в свою очередь не вызывает напряжения в обрабатываемых деталях и их деформации. Во-вторых, «холодная» технология позволяет создавать слой регулируемой толщины и в точно заданных границах. О других плюсах и минусах расскажем чуть позже, а пока об авторах метода и о том, как он работает.

Его разработчиком является «Обнинский центр порошкового напыления»
(Россия). Производимое ими оборудование получило название ДИМЕТ ®
. Оно сертифицировано по системе ГОСТ Р и защищено патентами России, США, Канады и других стран. В основу технологии заложен принцип сверхзвукового воздействия мельчайшими частицами легкоплавких и других материалов на обрабатываемую поверхность. В основном это полимеры или сплавы карбидов с металлами с размером частиц 0,01-0,5 мкм. Смешиваясь с газом они подаются на изделие со скоростью 500-1000 м/с.

В зависимости от состава расходного материала (порошка) и изменения режимов его нанесения можно получить однородное или композиционное покрытие с твердой или пористой структурой и своей функциональной задачей. Это может быть: восстановление геометрии изделия, упрочнение и защита металла от коррозии, повышение тепло- и электропроводности материала, а также образование износостойкого покрытия, выдерживающего воздействие химически активных сред, высоких тепловых нагрузок и т. д.

Кстати, обнинские инженеры разработали уже несколько модификаций установок ДИМЕТ ® . Учитывая широкую востребованность данного оборудования, сейчас серийно выпускаются как ручные, так и автоматизированные аппараты холодного газодинамического напыления, что позволяет использовать их в промышленности, нефтегазовой отрасли, а также в малом бизнесе для обработки небольших деталей. Тем более, что ничего особо сложного в самой технологии нет. Для работы комплекса (помимо материала для напыления) необходим только сжатый воздух (подается под давлением 0,6-1,0 МПа и расходом 0,3-0,4 м3/мин.) и электросеть напряжением 220 В.

Теперь ещё о преимуществах и недостатках метода. Во-первых, в отличие от газотермического способа ХГН может эффективно применяться при обычном давлении, в любом температурном диапазоне и уровне влажности. В-вторых, он экологически абсолютно безопасен. В-третьих, благодаря большой скорости, может применяться и для абразивной чистки поверхности. Ну, а единственным недостатком технологии является возможность нанесения покрытий только из относительно пластичных металлов, таких как медь, алюминий, цинк, никель и др.

Область применения ХГН

Более подробно хотелось бы остановиться на сферах использования технологии холодного газодинамического напыления порошковыми материалами, чтобы наглядно показать насколько она сегодня востребована.

Устранение дефектов, восстановление поверхностей и герметизация

Всё это — работа, которой могут заниматься даже малые предприятия. К примеру, в небольших мастерских можно ремонтировать детали из легких сплавов (части автомобильной конструкции, допустим), прежде всего, алюминиевых и алюминиевомагниевых. Причем, легко устраняются дефекты, возникшие как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации. А отсутствие сильного нагрева и низкая энергетика метода позволяют чинить даже тонкостенные изделия.

Отлично подходит ХГН и для восстановления изношенных поверхностей. Например, такой трудоемкий процесс, как «наращивание» металла в посадочных местах подшипников, теперь могут осуществлять даже малые предприятия, не говоря уже о восстановлении герметизации (когда применение жидких герметиков невозможно) в трубопроводах, теплообменниках или сосудах для рабочих газов, жидкостей.

Очень эффективен в ремонте сложных изделий, где требуется точное восстановление геометрических параметров, устранение скрытых дефектов, но при этом с сохранением всех эксплуатационных характеристик, а также товарного вида. Именно поэтому данный метод активно используется в оборонно-промышленном комплексе, железнодорожной и авиационной промышленности, сельском хозяйстве, газоперекачке и пр.

Не обойтись без этой технологии и в создании контактных площадок. Благодаря возможности легкого нанесения покрытий на любые металлические, керамические и стеклянные поверхности ХГН применяется и в производстве электротехнических изделий. Например, в процессах меднения, создании силовых токонесущих сетей, нанесении токовводов, изготовлении подслоев под пайку и т. д.

Антикоррозийная обработка и устранение глубоких дефектов

Напыление так называемого антифрикционного покрытия — высокоэффективный способ избавления от локальных повреждений (глубоких сколов, задиров, царапин). Это позволяет избежать процедуры полной перезаливки или даже замены изделия, что, естественно, экономически не выгодно.

А в антикорроизонной обработке и защите от высокотемпературной коррозии различных коммуникаций данному методу вообще нет равных. К слову, различные модификации оборудования ДИМЕТ ®
обеспечивают качественную обработку внутренней поверхности труб диаметром от 100 мм и длиной до 12 м.

Холодное газодинамическое напыление — новейший метод в области термического напыления. По сравнению с обычными процессами термического напыления холодное газодинамическое напыление имеет особые преимущества, поскольку распыляемый материал не расплавляется и не плавится во время процесса. Таким образом, тепловое воздействие на покрытие и материал подложки остается низким.

Высокая кинетическая энергия частиц и высокая степень деформации при воздействии на подложку, которая связана с ней, позволяет изготавливать однородные и очень плотные покрытия. Диапазон толщины покрытия варьируется от нескольких сотых долей миллиметра до нескольких сантиметров.

В получаемых металлических покрытиях, физические и химические свойства практически не отличаются от свойств базового материала.

Согласно новейшей системной технологии компании «Impact Innovations GmbH» инертный газ — предпочтительно азот или гелий — подается в пистолет-распылитель под давлением до 50 бар (725 фунтов на кв. дюйм) и нагревается до максимальной температуры 1100 °C (2012 °F) в корпусе пистолета.

Последующее расширение нагретого и находящегося под высоким давлением газа в сужающемся-расширяющемся сопле до давления окружающей среды приводит к ускорению технологического инертного газа до сверхзвуковой скорости и в то же время к охлаждению газа до температуры ниже 100 °C (373 °F).

Распыляемые порошки впрыскиваются в сужающуюся часть сопла с помощью устройства подачи порошка и газа-носителя и ускоряются до скорости частиц 1200 м/с в основном газовом потоке.

В сильно суженом сопле распылителя частицы ударяются о необработанные, в большинстве случаев, поверхности компонентов, деформируются и превращаются в сильно адгезионное/когезионное и низкооксидное покрытие.

Воздействие скорости частиц на качество и эффективность покрытия

  1. Частица покрытия достигла минимальной скорости удара, которая необходима для возбуждения механизма взаимодействия с поверхностью подложки (обрабатываемого образца). Эта так называемая «критическая скорость» влияет на свойства материала покрытия.
  2. Поскольку скорость удара выше критической скорости, деформация и качество сцепления частиц возрастают.
  3. Если скорость удара слишком высока («скорость эрозии»), происходит больше разрушения материала, чем его добавления. Покрытие не образуется.
  4. Чтобы образовалось плотное и хорошо сформированное покрытие, значение скорости удара частиц должно быть между значениями критической скорости и скорости эрозии.

Что может быть покрыто методом холодного газодинамического напыления?

Материалы для покрытия

Металлы:
например, магний, алюминий, титан, никель, медь, тантал, ниобий, серебро, золото и др.

Сплавы:
например, никель-хром, бронза, алюминиевые сплавы, латунь, титановые сплавы, порошки из MCrAlY (сплавы на основе базового металла (Co, Ni, Cr, Fe) с добавлением хрома, алюминия и иттрия) и др.

Смешанные материалы
(металлическая матрица в сочетании с твердыми фазами): например, металл и керамика, композиты.

Материалы основы

Металлические изделия и образцы, пластмасса, а также стекло и керамика.

Индивидуальная обработка

Каждый отдельный материал обрабатывается индивидуально.

Обработка материалов требует индивидуальной регулировки температуры и давления газа. Комбинация этих двух физических параметров определяет скорость частиц и качество покрытия. Диапазон оптимальной скорости распыления, ограниченный критической скоростью и скоростью эрозии, называется диапазоном осаждения. В рамках этого диапазона на качество нанесения покрытий влияют параметры.

Газодинамическое напыление металла: цель, назначение, разновидности технологии. Преимущества и недостатки метода. Область применения. Оборудование и особенности применения холодного напыления.

Газодинамическое напыление металла выполняется с целью придания поверхностям металлических и неметаллических изделий необходимых свойств. Это может быть повышение электро- и теплопроводности, прочности, защита от воздействия коррозионных процессов, восстановление геометрических размеров и т. д. При этом в зависимости от конкретной задачи, зависящей от металла изделия, подбирается необходимое оборудование, расходные материалы и технология выполнения напыления. Чаще всего поверхности подлежат металлизации, при этом наносимое покрытие имеет высокую адгезию с материалом, на которую оно наносится, а изделие получается механически прочным. Напыляться могут чисто металлические порошки или смеси, в состав которых, помимо металлической составляющей, вводится керамический порошок в определенных количествах. Это значительно удешевляет технологию получения порошкового покрытия и не сказывается на его свойствах.

Сущность метода холодного газодинамического напыления заключается в нанесении и закреплении на поверхности изделия или детали твердых частиц металла или смеси материалов размером от 0,01 до 50 мкм, разогнанных до необходимой скорости в воздухе, азоте или гелии. Такой материал называют порошковым. Это частицы алюминия, олова, никеля, баббиты разных марок, смесь алюминиевого порошка с цинком. Среда, с помощью которой осуществляют перемещение материала, может быть холодной или подогреваться до температуры не выше 700 °C.

При контакте с поверхностью изделия происходит трансформация пластического типа, а энергия кинематического вида переходит в адгезионную и тепловую, что способствует получению прочного поверхностного слоя металла. Порошок может наноситься не только на металлические поверхности, но и на выполненные из бетона, стекла, керамики, камня, что значительно расширяет область применения способа создания поверхностей с особыми свойствами.

В зависимости от давления различают такие виды холодного газодинамического напыления:

  • высокого;
  • низкого.

В первом случае в качестве рабочей среды, перемещающей порошковый материал размером от 5 до 50 мк, используют гелий и азот. Частицы металла, если они движутся, имеют давление больше 15 атм. Во втором случае используется сжатый воздух, который подается под давлением, не превышающим 10 атм. Различаются эти виды еще и такими показателями, как мощность подогрева и расход рабочей среды.

Этапы напыления следующие:

  • подготовка поверхности изделия к напылению механическим или абразивным способом;
  • нагревание рабочей среды (воздух, азот, гелий) до установленной в технологическом процессе температуры;
  • подача нагретого газа в сопло оборудования вместе с порошком под необходимым давлением.

В результате порошок разгоняется в потоке до сверхзвуковых скоростей и соударяется с поверхностью детали или изделия. Происходит напыление слоя металла толщиной, величина которой зависит от температуры нагрева подаваемого газа и давления.

Подготовку поверхности изделия абразивным способом выполняют, применяя само оборудование для нанесения газодинамического напыления простой сменой параметров режима.

Область применения этого вида напыления довольно обширная. С помощью метода осуществляют герметизацию течей в емкостях и трубопроводах, ремонт деталей и отливок из легких сплавов, наносят электропроводящие, антикоррозионные и антифрикционные покрытия, устраняют механические повреждения, восстанавливают посадочные места в подшипниках.

Главные плюсы метода

К преимуществам технологии относят:

  • выполнение работ при любых климатических условиях (давлении, температуре, влажности);
  • возможность применения оборудования стационарного и переносного типа, что в последнем случае позволяет осуществлять работы по месту их проведения;
  • возможность нанесения покрытия на локальные участки (дефектные места);
  • возможность создания слоев с разными свойствами;
  • возможность создания слоя необходимой толщины или разных по толщине в многослойных покрытиях;
  • процесс не оказывает влияния на структуру изделия, на которое наносится напыление, что является важным преимуществом;
  • безопасность;
  • экологичность.

К недостатку этого вида напыления относят только один факт. Слои можно наносить на пластичные металлы, такие как медь, цинк, алюминий, никель и сплавы на их основе.

Производители разных стран выпускают оборудование стационарного и переносного типа для ручного и автоматизированного нанесения покрытий разной производительности на разные металлы.

Применяемое оборудование

Аппарат газодинамического напыления металла состоит из таких основных частей:

  • емкости для порошка;
  • системы подачи рабочей среды, включая баллон для сжатого газа и все необходимые комплектующие к нему;
  • сопла (как правило, их несколько, они разной конфигурации и применяются для разных режимов напыления);
  • пульта управления.

В РФ качественное оборудование для напыления газодинамическим способом выпускает центр порошкового напыления в Обнинске под товарным знаком «ДИМЕТ». Оно соответствует требованиям отечественных ГОСТов, сертифицировано и защищено патентами во многих странах, включая Россию.

Процесс ремонта детали газодинамическим напылением показан на видео:

Кандидаты физико-математических наук О. КЛЮЕВ и А. КАШИРИН.

Когда только появились первые металлические орудия труда, выяснилось, что, твердые и прочные, они сплошь и рядом портились под воздействием влаги. Шло время, люди создавали механизмы и машины, и чем более совершенными они становились, тем в более тяжелых условиях приходилось работать их металлическим деталям. Вибрации и знакопеременные нагрузки, огромные температуры, радиоактивное облучение, агрессивные химические среды — вот далеко не полный перечень «испытаний», которым они подвергаются. Cо временем люди научились защищать металл от коррозии, износа и других явлений, которые сокращают срок службы деталей. По сути, есть два подхода к обеспечению такой защиты: либо в основной металл добавляют легирующие элементы, которые придают сплаву искомые свойства, либо на поверхность наносят защитное покрытие. Условия работы деталей машин диктуют свойства, которыми должны обладать покрытия. Технологии их нанесения разнообразны: есть распространенные и относительно несложные, есть очень тонкие, позволяющие создавать покрытия с уникальными свойствами. А неугомонные инженеры продолжают изобретать все новые покрытия и придумывать способы их получения. Судьба этих изобретений может стать счастливой, если покрытие намного превосходит своих предшественников по полезным свойствам или если технология дает существенный экономический эффект. В разработке физиков из Обнинска соединились оба этих условия.

Летящие с огромной скоростью частицы металла при соударении с подложкой привариваются к ней, а частицы керамики уплотняют покрытие (а); на шлифе слоя металла видны застрявшие керамические частицы (б).

Схема (вверху) и общий вид (внизу) аппарата для напыления металлических покрытий.

С помощью аппарата можно наносить покрытия в любых помещениях и даже в полевых условиях.

За критическим сечением сопла возникает зона отрицательного давления, и сюда засасывается порошок. Благодаря этому явлению удалось упростить конструкцию питателя.

Дефекты в корпусных деталях (слева) и результат напыления (справа): а — трещина в автоматической коробке передач; б — каверна в головке блока цилиндра.

Покрытыми слоем меди или алюминия инструментами можно работать в пожароопасных помещениях: при ударе о металлические предметы они не дают искры.

ТЕМПЕРАТУРА ПЛЮС СКОРОСТЬ

Из способов металлизации поверхностей в современной технике чаще всего пользуются гальваническим нанесением и погружением в расплав. Реже используют вакуумное напыление, осаждение из паровой фазы и пр. Ближе всего к разработке обнинских физиков находится газотермическая металлизация, когда наносимый металл плавят, распыляют на мельчайшие капли и струей газа переносят их на подложку.

Металл плавят газовыми горелками, электрической дугой, низкотемпературной плазмой, индукторами и даже взрывчатыми веществами. Соответственно методы металлизации называют газопламенным напылением, электродуговой и высокочастотной металлизацией, плазменным и детонационно-газовым напылением.

В процессе газопламенного напыления металлический пруток, проволоку или порошок плавят и распыляют в пламени горелки, работающей на смеси кислорода с горючим газом. При электродуговой металлизации материал плавится электрической дугой. В обоих случаях капельки металла перемещаются к напыляемой подложке потоком воздуха. При плазменном напылении для нагрева и распыления материала используется струя плазмы, формируемая плазматронами разных конструкций. Детонационно-газовое напыление происходит в результате взрыва, разгоняющего металлические частицы до огромных скоростей.

Во всех случаях частицы напыляемого материала получают два вида энергии: тепловую — от источника нагрева и кинетическую — от газового потока. Оба этих вида энергии участвуют в формировании покрытия и определяют его свойства и структуру. Кинетическая энергия частиц (за исключением детонационно-газового метода) невелика по сравнению с тепловой, и характер их соединения с подложкой и между собой определяется термическими процессами: плавлением, кристаллизацией, диффузией, фазовыми превращениями и т.д. Покрытия обычно характеризуются хорошей прочностью сцепления с подложкой (адгезией) и, к сожалению, низкой однородностью, поскольку велик разброс параметров по сечению потока газа.

Покрытиям, которые создают газотермическими методами, присущ ряд недостатков. К ним относятся, прежде всего, высокая пористость, если, разумеется, не стоит цель специально сделать покрытие пористым, как в некоторых деталях радиоламп. Кроме того, из-за быстрого охлаждения металла на поверхности подложки в покрытии возникают высокие внутренние напряжения. Обрабатываемая деталь неизбежно нагревается, и если она имеет сложную форму, то ее может «повести». Наконец, использование горючих газов и высокие температуры в рабочей зоне усложняют меры по обеспечению безопасности персонала.

Несколько особняком стоит детонационно- газовый метод. При взрыве скорость частиц достигает 1000-2000 м/с. Поэтому основным фактором, определяющим качество покрытия, становится их кинетическая энергия. Покрытия отличаются высокой адгезией и низкой пористостью, но взрывными процессами крайне сложно управлять, и стабильность результато в гарантиро вать практически невозможно.

СКОРОСТЬ ПЛЮС ТЕМПЕРАТУРА

Желание создать более совершенную технологию возникло давно. Перед инженерами стояла цель — сохранить достоинства традиционных технологий и избавиться от их недостатков. Направление поиска было более или менее очевидно: во-первых, покрытия должны формироваться в основном за счет кинетической энергии частиц металла (нельзя допускать плавления частиц: это предотвратит разогрев детали и окисление подложки и частиц покрытия), и, во-вторых, частицы должны приобретать высокую скорость не за счет энергии взрыва, как в детонационно-газовом методе, а в струе сжатого газа. Такой метод назвали газодинамическим.

Первые расчеты и эксперименты показали, что создавать таким способом покрытия, обладающие вполне удовлетворительными характеристиками, можно, если использовать в качестве рабочего газа гелий. Такой выбор объяснялся тем, что скорость потока газа в сверхзвуковом соплепропорциональна скорости звука в соответствующем газе. В легких газах (водород из-за своей взрывоопасности не рассматривался) скорость звука гораздо выше, чем в азоте или воздухе. Именно гелий ускорял бы металлические частицы до высоких скоростей, сообщая им кинетическую энергию, достаточную для закрепления на мишени. Считалось, что использование более тяжелых газов, в том числе воздуха, обречено на неудачу.

Работа опытных напылительных установок дала неплохой результат: разогнавшиеся в струе гелия частицы из большинства промышленно применяемых металлов хорошо прилипали к подложке, образуя плотные покрытия.

Но полного удовлетворения инженеры не испытывали. Было понятно, что оборудование на легких газах неизбежно будет дорогим и сможет применяться лишь на предприятиях, выпускающих продукцию высоких технологий (только там есть магистрали со сжатым гелием). А магистрали со сжатым воздухом имеются практически в каждом цеху, на каждом предприятии автосервиса, в ремонтных мастерских.

Многочисленные эксперименты со сжатым воздухом вроде бы подтверждали худшие ожидания разработчиков. Однако интенсивный поиск все же позволил найти решение. Покрытия удовлетворительного качества получились, когда сжатый воздух в камере перед соплом нагрели, а в металлический порошок стали добавлять мелкодисперсную керамику или порошок твердого металла.

Дело в том, что при нагревании давление воздуха в камере в соответствии с законом Шарля повышается, а следовательно, повышается и скорость истечения из сопла. Частицы металла, набравшие в струе газа огромную скорость, при ударе о подложку размягчаются и привариваются к ней. Частицы керамики играют роль микроскопических кувалд — они передают свою кинетическую энергию нижележащим слоям, уплотняют их, снижая пористость покрытия.

Некоторые керамические частицы застревают в покрытии, другие отскакивают от него. Правда, таким способом получают покрытия только из относительно пластичных металлов — меди, алюминия, цинка, никеля и др. Впоследствии деталь можно подвергать всем известным способам механической обработки: сверлить, фрезеровать, точить, шлифовать, полировать.

ГЛАВНОЕ УСЛОВИЕ — ПРОСТОТА И НАДЕЖНОСТЬ

Старания технологов останутся втуне, если конструкторы не смогут создать простое, надежное и экономичное оборудование, в котором был бы реализован придуманный технологами процесс. Основой аппарата для напыления металлических порошков стали сверхзвуковое сопло и малогабаритный электрический нагреватель сжатого воздуха, способный доводить температуру потока до 500-600 o С.

Использование в качестве рабочего газа обычного воздуха позволило попутно решить еще одну проблему, которая стояла перед разработчиками систем на легких газах. Речь идет о введении напыляемого порошка в газовую струю. Чтобы сохранить герметичность, питатели приходилось устанавливать до критического сечения сопла, то есть порошок необходимо было подавать в область высокого давления. Чисто технические трудности усугублялись тем, что, проходя через критическое сечение, металлические частицы вызывали износ сопла, ухудшали его аэродинамические характеристики, не позволяли стабилизировать режимы нанесения покрытий. В конструкции аппарата с воздушной струей инженеры применили принцип пульверизатора, известный каждому еще из школьных опытов по физике. Когда газ проходит по каналу переменного сечения, то в узком месте его скорость увеличивается, а статическое давление падает и может даже быть ниже атмосферного. Канал, по которому порошок поступал из питателя, расположили как раз в таком месте, и порошок перемещался в сопло за счет подсоса воздуха.

В результате на свет появился переносной аппарат для нанесения металлических покрытий. Он имеет ряд достоинств, которые делают его очень полезным в различных отраслях промышленности:

для работы аппарата нужны всего лишь электросеть и воздушная магистраль или компрессор, обеспечивающий давление сжатого воздуха 5-6 атм и подачу 0,5 м 3 /мин;

при нанесении покрытий температура подложки не превышает 150 о С;

покрытия обладают высокой адгезией (40-100 Н/мм 2) и низкой пористостью (1-3%);

оборудование не выделяет вредных веществ и излучений;

габариты устройства позволяют использовать его не только в цеху, но и в полевых условиях;

можно напылять покрытия практически любой толщины.

В состав установки входят собственно напылитель массой 1,3 кг, который оператор держит в руке или закрепляет в манипуляторе, нагреватель воздуха, порошковые питатели, блок контроля и управления работой напылителя и питателя. Все это смонтировано на стойке.

Пришлось потрудиться и над созданием расходных материалов. Выпускаемые промышленностью порошки имеют слишком большие размеры частиц (порядка 100 мкм). Разработана технология, которая позволяет получать порошки с зернами размером 20-50 мкм.

ОТ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ДО СЕЯЛОК

Новый способ напыления металлических покрытий может применяться в самых различных отраслях промышленности. Особенно эффективен он при ремонтных работах, когда необходимо восстановить участки изделий, например, заделать трещину или раковину. Благодаря невысоким температурам процесса легко восстанавливать тонкостенные изделия, отремонтировать которые другим способом, например наплавкой, невозможно.

Поскольку зона напыления имеет четкие границы, напыляемый металл не попадает на бездефектные участки, а это очень важно при ремонте деталей сложной формы, например корпусов коробок передач, блоков цилиндров двигателей и др.

Устройства для напыления уже применяют в авиакосмической и электротехнической промышленности, на объектах атомной энергетики и в сельском хозяйстве, на авторемонтных предприятиях и в литейном производстве.

Метод может оказаться весьма полезным во многих случаях. Вот лишь некоторые из них.

Восстановление изношенных или поврежденных участков поверхностей.
С помощью напыления восстанавливают поврежденные в процессе эксплуатации детали редукторов, насосов, компрессоров, форм для литья по выплавляемым моделям, пресс-форм для изготовления пластиковой упаковки. Новый метод стал большим подспорьем для работников авторемонтных предприятий. Теперь буквально «на коленках» они заделывают трещины в блоках цилиндров, глушителях и пр. Без особых проблем устраняют дефекты (каверны, свищи) в алюминиевом литье.

Устранение течей.
Низкая газопроницаемость покрытий позволяет ликвидировать течи в трубопроводах и сосудах, когда нельзя использовать герметизирующие компаунды. Технология пригодна для ремонта емкостей, работающих под давлением или при высоких и низких температурах: теплообменников, радиаторов автомобилей, кондиционеров.

Нанесение электропроводящих покрытий.
Напылением удается наносить медные и алюминиевые пленки на металлическую или керамическую поверхность. В частности, метод экономически более эффективен, чем традиционные способы, при меднении токоведущих шин, цинковании контактных площадок на элементах заземления и т. п.

Антикоррозионная защита.
Пленки из алюминия и цинка защищают поверхности от коррозии лучше, чем лакокрасочные и многие другие металлические покрытия. Невысокая производительность установки не позволяет обрабатывать большие поверхности, а вот защищать такие уязвимые элементы, как сварные швы, очень удобно. С помощью напыления цинка или алюминия удается приостановить коррозию в местах появления «жучков» на крашеных поверхностях кузовов автомобилей.

Восстановление подшипников скольжения.
В подшипниках скольжения обычно применяют баббитовые вкладыши. С течением времени они изнашиваются, зазор между валом и втулкой увеличивается и слой смазки нарушается. Традиционная технология ремонта требует либо замены вкладыша, либо заварки дефектов. А напыление позволяет восстановить вкладыши. В этом случае для уплотнения слоя напыляемого металла керамику применять нельзя. Твердые включения через считанные минуты после начала работы выведут подшипник из строя, причем поврежденными окажутся поверхности и втулки и вала. Пришлось применить сопло особой конструкции. Оно позволяет наносить покрытие из чистого баббита в так называемом термокинетическом режиме. Частицы порошка сразу за критическим сечением сопла разгоняются сверхзвуковым потоком воздуха, затем скорость потока резко снижается до околозвуковой. В результате резко возрастает температура, и частицы нагреваются почти до температуры плавления. При попадании на поверхность они деформируются, частично плавятся и хорошо прилипают к ниже лежащему слою.

СПЕЦИАЛИСТУ — НА ЗАМЕТКУ

Литература

Каширин А. И., Клюев О. Ф., Буздыгар Т. В. Устройство для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов.
Патент РФ на изобретение № 2100474. 1996, МКИ6 С 23 С 4/00, опубл. 27.12.97. Бюл.№ 36.

Каширин А. И., Клюев О. Ф., Шкодкин А. В. Способ получения покрытий.
Патент РФ на изобретение № 2183695. 2000, МКИ7 С 23 С 24/04, опубл. 20.06.02. Бюл. № 17.

Координаты разработчиков и условия приобретения их технологий или изделий можно узнать в редакции.

Газодинамическое напыление металла: цель, назначение, разновидности технологии. Преимущества и недостатки метода. Область применения. Оборудование и особенности применения холодного напыления.

Газодинамическое напыление металла выполняется с целью придания поверхностям металлических и неметаллических изделий необходимых свойств. Это может быть повышение электро- и теплопроводности, прочности, защита от воздействия коррозионных процессов, восстановление геометрических размеров и т. д. При этом в зависимости от конкретной задачи, зависящей от металла изделия, подбирается необходимое оборудование, расходные материалы и технология выполнения напыления. Чаще всего поверхности подлежат металлизации, при этом наносимое покрытие имеет высокую адгезию с материалом, на которую оно наносится, а изделие получается механически прочным. Напыляться могут чисто металлические порошки или смеси, в состав которых, помимо металлической составляющей, вводится керамический порошок в определенных количествах. Это значительно удешевляет технологию получения порошкового покрытия и не сказывается на его свойствах.

Сущность метода холодного газодинамического напыления заключается в нанесении и закреплении на поверхности изделия или детали твердых частиц металла или смеси материалов размером от 0,01 до 50 мкм, разогнанных до необходимой скорости в воздухе, азоте или гелии. Такой материал называют порошковым. Это частицы алюминия, олова, никеля, баббиты разных марок, смесь алюминиевого порошка с цинком. Среда, с помощью которой осуществляют перемещение материала, может быть холодной или подогреваться до температуры не выше 700 °C.

При контакте с поверхностью изделия происходит трансформация пластического типа, а энергия кинематического вида переходит в адгезионную и тепловую, что способствует получению прочного поверхностного слоя металла. Порошок может наноситься не только на металлические поверхности, но и на выполненные из бетона, стекла, керамики, камня, что значительно расширяет область применения способа создания поверхностей с особыми свойствами.

В зависимости от давления различают такие виды холодного газодинамического напыления:

  • высокого;
  • низкого.

В первом случае в качестве рабочей среды, перемещающей порошковый материал размером от 5 до 50 мк, используют гелий и азот. Частицы металла, если они движутся, имеют давление больше 15 атм. Во втором случае используется сжатый воздух, который подается под давлением, не превышающим 10 атм. Различаются эти виды еще и такими показателями, как мощность подогрева и расход рабочей среды.

Этапы напыления следующие:

  • подготовка поверхности изделия к напылению механическим или абразивным способом;
  • нагревание рабочей среды (воздух, азот, гелий) до установленной в технологическом процессе температуры;
  • подача нагретого газа в сопло оборудования вместе с порошком под необходимым давлением.

В результате порошок разгоняется в потоке до сверхзвуковых скоростей и соударяется с поверхностью детали или изделия. Происходит напыление слоя металла толщиной, величина которой зависит от температуры нагрева подаваемого газа и давления.

Подготовку поверхности изделия абразивным способом выполняют, применяя само оборудование для нанесения газодинамического напыления простой сменой параметров режима.

Область применения этого вида напыления довольно обширная. С помощью метода осуществляют герметизацию течей в емкостях и трубопроводах, ремонт деталей и отливок из легких сплавов, наносят электропроводящие, антикоррозионные и антифрикционные покрытия, устраняют механические повреждения, восстанавливают посадочные места в подшипниках.

Главные плюсы метода

К преимуществам технологии относят:

  • выполнение работ при любых климатических условиях (давлении, температуре, влажности);
  • возможность применения оборудования стационарного и переносного типа, что в последнем случае позволяет осуществлять работы по месту их проведения;
  • возможность нанесения покрытия на локальные участки (дефектные места);
  • возможность создания слоев с разными свойствами;
  • возможность создания слоя необходимой толщины или разных по толщине в многослойных покрытиях;
  • процесс не оказывает влияния на структуру изделия, на которое наносится напыление, что является важным преимуществом;
  • безопасность;
  • экологичность.

К недостатку этого вида напыления относят только один факт. Слои можно наносить на пластичные металлы, такие как медь, цинк, алюминий, никель и сплавы на их основе.

Производители разных стран выпускают оборудование стационарного и переносного типа для ручного и автоматизированного нанесения покрытий разной производительности на разные металлы.

Применяемое оборудование

Аппарат газодинамического напыления металла состоит из таких основных частей:

  • емкости для порошка;
  • системы подачи рабочей среды, включая баллон для сжатого газа и все необходимые комплектующие к нему;
  • сопла (как правило, их несколько, они разной конфигурации и применяются для разных режимов напыления);
  • пульта управления.

В РФ качественное оборудование для напыления газодинамическим способом выпускает центр порошкового напыления в Обнинске под товарным знаком «ДИМЕТ». Оно соответствует требованиям отечественных ГОСТов, сертифицировано и защищено патентами во многих странах, включая Россию.

Процесс ремонта детали газодинамическим напылением показан на видео:

Холодное газодинамическое напыление — новейший метод в области термического напыления. По сравнению с обычными процессами термического напыления холодное газодинамическое напыление имеет особые преимущества, поскольку распыляемый материал не расплавляется и не плавится во время процесса. Таким образом, тепловое воздействие на покрытие и материал подложки остается низким.

Высокая кинетическая энергия частиц и высокая степень деформации при воздействии на подложку, которая связана с ней, позволяет изготавливать однородные и очень плотные покрытия. Диапазон толщины покрытия варьируется от нескольких сотых долей миллиметра до нескольких сантиметров.

В получаемых металлических покрытиях, физические и химические свойства практически не отличаются от свойств базового материала.

Согласно новейшей системной технологии компании «Impact Innovations GmbH» инертный газ — предпочтительно азот или гелий — подается в пистолет-распылитель под давлением до 50 бар (725 фунтов на кв. дюйм) и нагревается до максимальной температуры 1100 °C (2012 °F) в корпусе пистолета.

Последующее расширение нагретого и находящегося под высоким давлением газа в сужающемся-расширяющемся сопле до давления окружающей среды приводит к ускорению технологического инертного газа до сверхзвуковой скорости и в то же время к охлаждению газа до температуры ниже 100 °C (373 °F).

Распыляемые порошки впрыскиваются в сужающуюся часть сопла с помощью устройства подачи порошка и газа-носителя и ускоряются до скорости частиц 1200 м/с в основном газовом потоке.

В сильно суженом сопле распылителя частицы ударяются о необработанные, в большинстве случаев, поверхности компонентов, деформируются и превращаются в сильно адгезионное/когезионное и низкооксидное покрытие.

Воздействие скорости частиц на качество и эффективность покрытия

  1. Частица покрытия достигла минимальной скорости удара, которая необходима для возбуждения механизма взаимодействия с поверхностью подложки (обрабатываемого образца). Эта так называемая «критическая скорость» влияет на свойства материала покрытия.
  2. Поскольку скорость удара выше критической скорости, деформация и качество сцепления частиц возрастают.
  3. Если скорость удара слишком высока («скорость эрозии»), происходит больше разрушения материала, чем его добавления. Покрытие не образуется.
  4. Чтобы образовалось плотное и хорошо сформированное покрытие, значение скорости удара частиц должно быть между значениями критической скорости и скорости эрозии.

Что может быть покрыто методом холодного газодинамического напыления?

Материалы для покрытия

Металлы:
например, магний, алюминий, титан, никель, медь, тантал, ниобий, серебро, золото и др.

Сплавы:
например, никель-хром, бронза, алюминиевые сплавы, латунь, титановые сплавы, порошки из MCrAlY (сплавы на основе базового металла (Co, Ni, Cr, Fe) с добавлением хрома, алюминия и иттрия) и др.

Смешанные материалы
(металлическая матрица в сочетании с твердыми фазами): например, металл и керамика, композиты.

Материалы основы

Металлические изделия и образцы, пластмасса, а также стекло и керамика.

Индивидуальная обработка

Каждый отдельный материал обрабатывается индивидуально.

Обработка материалов требует индивидуальной регулировки температуры и давления газа. Комбинация этих двух физических параметров определяет скорость частиц и качество покрытия. Диапазон оптимальной скорости распыления, ограниченный критической скоростью и скоростью эрозии, называется диапазоном осаждения. В рамках этого диапазона на качество нанесения покрытий влияют параметры.

Покупка и продажа оборудования для бизнеса

  • Главная
  • Информационные статьи
  • Технологии
  • “Оборонка” поделилась методом реставрации металлических изделий

Кстати, обнинские инженеры разработали уже несколько модификаций установок ДИМЕТ. Учитывая широкую востребованность данного оборудования, сейчас серийно выпускаются как ручные, так и автоматизированные аппараты холодного газодинамического напыления, что позволяет использовать их в промышленности, нефтегазовой отрасли, а также в малом бизнесе для обработки небольших деталей. Тем более, что ничего особо сложного в самой технологии нет. Для работы комплекса (помимо материала для напыления) необходим только сжатый воздух (подается под давлением 0,6-1,0 МПа и расходом 0,3-0,4 м3/мин.) и электросеть напряжением 220 В.

Теперь еще о преимуществах и недостатках метода. Оборудование для напыления металлов из китая? Во-первых, в отличие от газотермического способа ХГН может эффективно применяться при обычном давлении, в любом температурном диапазоне и уровне влажности.

В-вторых, он экологически абсолютно безопасен. В-третьих, благодаря большой скорости, может применяться и для абразивной чистки поверхности. Ну, а единственным недостатком технологии является возможность нанесения покрытий только из относительно пластичных металлов, таких как медь, алюминий, цинк, никель и др.

Область применения ХГН

Более подробно хотелось бы остановиться на сферах использования технологии холодного газодинамического напыления порошковыми материалами, чтобы наглядно показать насколько она сегодня востребована.

Устранение дефектов, восстановление поверхностей и герметизация

Все это – работа, которой могут заниматься даже малые предприятия. К примеру, в небольших мастерских можно ремонтировать детали из легких сплавов (части автомобильной конструкции, допустим), прежде всего, алюминиевых и алюминиевомагниевых. Причем, легко устраняются дефекты, возникшие как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации.

А отсутствие сильного нагрева и низкая энергетика метода позволяют чинить даже тонкостенные изделия.

Отлично подходит ХГН и для восстановления изношенных поверхностей. Например, такой трудоемкий процесс, как “наращивание” металла в посадочных местах подшипников, теперь могут осуществлять даже малые предприятия, не говоря уже о восстановлении герметизации (когда применение жидких герметиков невозможно) в трубопроводах, теплообменниках или сосудах для рабочих газов, жидкостей.

Высокоточное восстановление деталей различных механизмов, токопроведение

ХГН
очень эффективен в ремонте сложных изделий, где требуется точное восстановление геометрических параметров, устранение скрытых дефектов, но при этом с сохранением всех эксплуатационных характеристик, а также товарного вида. Именно поэтому данный метод активно используется в оборонно-промышленном комплексе, железнодорожной и авиационной промышленности, сельском хозяйстве, газоперекачке и пр.

Не обойтись без этой технологии и в создании контактных площадок. Цены на оборудование для напыления металлов? Благодаря возможности легкого нанесения покрытий на любые металлические, керамические и стеклянные поверхности ХГН применяется и в производстве электротехнических изделий. Например, в процессах меднения, создании силовых токонесущих сетей, нанесении токовводов, изготовлении подслоев под пайку и т. д.

Антикоррозийная обработка и устранение глубоких дефектов

Напыление так называемого антифрикционного покрытия – высокоэффективный способ избавления от локальных повреждений (глубоких сколов, задиров, царапин). Это позволяет избежать процедуры полной перезаливки или даже замены изделия, что, естественно, экономически не выгодно.

А в антикорроизонной обработке и защите от высокотемпературной коррозии различных коммуникаций данному методу вообще нет равных. К слову, различные модификации оборудования ДИМЕТ ®
обеспечивают качественную обработку внутренней поверхности труб диаметром от 100 мм и длиной до 12 м.

Дополнительная информация:

Газодинамическим методом наносятся жаростойкие покрытия, которые обеспечивают защиту вплоть до 1000-1100 градусов Цельсия. Электропроводность в среднем составляет 80-90 % электропроводности объемного материала. Коррозионная стойкость зависит от характеристик агрессивной среды.

Работа оборудования ДИМЕТ, разработанного и серийно выпускаемого ” Обнинским центром порошкового напыления” (ООО “ОЦПН “), основана на эффекте закрепления частиц металла, если они движутся со сверхзвуковой скоростью, на поверхности при соударении с ней, газодинамическое напыление металлов ДИМЕТ. Технология позволяет наносить металлические покрытия не только на металлы, но и на стекло, керамику, камень, бетон. К настоящему времени технология ДИМЕТ позволяет наносить покрытия из алюминия, цинка, меди, олова, свинца, баббитов, никеля и наносить их не только на металлы, но и на стекло, керамику, камень, бетон.

Специалисты Плакарта производят покрытия газодинамическим способом для промышленного оборудования (например, на фото – антикоррозионное покрытие теплообменника без демонтажа). Кроме того, мы поставляем установки холодного газодинамического напыления под ключ (наладка, сервис, обучение).

В зависимости от состава расходного материала (порошка) и изменения режимов его нанесения можно получить однородное или композиционное покрытие с твердой или пористой структурой и своей функциональной задачей. Это может быть: восстановление геометрии изделия, упрочнение и защита металла от коррозии, повышение тепло- и электропроводности материала, а также образование износостойкого покрытия, выдерживающего воздействие химически активных сред, высоких тепловых нагрузок и т. д.

В описании изобретения Браунинга данные проблемы оговариваются, но не разрешаются. Выход из данного положения открывает метод напыления, в котором порошок не нагревается до расплавленного состояния. Идея о возможности “холодной сварки” мелких металлических частиц при высокоскоростном соударении их с твердой поверхностью высказана в изобретении Шестакова еще в 1967 году Предложение о холодной сварке частиц в динамическом режиме в свое время не получило развития.

Оборудование для холодного газодинамического напыления металлов? Т.к. для реализации режима холодного напыления необходимы были новые предложения по устройству соплового узла.

Сущность метода заключается в формировании покрытий за счет высокой кинетической энергии нерасплавленных металлических частиц. В настоящее время данный метод известен как Cold Spray —
холодное напыление.

Необходимо отметить, что в наиболее распространенных газотермических способах нанесения покрытий для их формирования из потока частиц необходимо, чтобы падающие на основу частицы имели высокую температуру, обычно выше температуры плавления материала. При газодинамическом напылении это условие не является обязательным, что и обуславливает ее уникальность. В данном случае с твердой основой взаимодействуют частицы, находящиеся в нерасплавленном состоянии, но обладающие очень высокой скоростью.

В противоположность плазменному горячему способу распыления разработан газодинамический метод нанесения покрытий холодным способом, сущность которого заключалась в том, что была установлена некоторая пороговая скорость, при которой холодные пластичные частицы образовывали плотное покрытие. При различной грануляции (крупные и мелкие частицы в едином потоке) более мелкие частицы, имеющие большую скорость, оседали на подложке, а более крупные частицы, имеющие меньшую скорость, отскакивали от поверхности и не участвовали в формировании покрытия.

Такое поведение частиц позволило ввести в поток материала покрытия более крупные частицы абразива. Происходило одновременное опескоструивание и нанесение покрытия. С точки зрения подготовки поверхности, когда ювенильная поверхность подложки теряет свою активность за счет адсорбции газов на поверхности при задержке напыления, такая схема нанесения покрытий является оптимальной. При этом была разработана установка, в которой газ (воздух, азот) при давлении 2,5-3,5 МПа подогревается до 350- 600°С в металлическом змеевике проходящим по нему электрическим током от сварочного трансформатора. Распылитель снабжается соплом Лаваля, обеспечивающим сверхзвуковое истечение двухфазной струи.

На рис. 2.48 представлена схема процесса. Газодинамическое холодное напыление позволяет наносить покрытия из пластичных металлов с добавлением других материалов.

На рис. 2.49 представлены зависимости скорости и температуры газа и частиц по соплу Лаваля для двухфазной струи (азот + твердые частицы меди размером 5 и 25 мкм) при давлении Р
= 2,5 МПа и температуре Т 0
= 950°С. При этом отношение выходного диаметра /) в к критическому /) к составляет /) в /Г> к = 9.

Рис. 2.48.

Рис. 2.49.
Температура воздуха Т д,
скорость воздуха и температуры и скорости медных частиц диаметром 5 и 25 мкм в профилированном сверхзвуковом сопле

Отечественная установка «ДИМЕТ» выпускается Обнинским центром порошкового напыления в двух вариантах — ручном мощностью 2 кВт и стационарном мощностью 7 кВт. Рекомендации по применению порошковых материалов представлены в табл. 2.10.

Основное применение ГДН — это нанесение антикоррозионных покрытий протекторного типа на основе алюминия и цинка. Наносятся износостойкие покрытия на основе пластичных материалов — баббита, меди, никеля и др. По сравнению со способами ГН и ЭДМ, когда металл плавится и насыщается газами, в том числе водородом, ухудшающим протекторные свойства покрытия, ГДН не имеют этих недостатков. Водород не растворяется в твердофазных частицах. Покрытие эффективно защищает сталь от коррозии. Способ нашел широкое применение для защиты кузовов автомобилей от коррозии в области сварочных швов.

Основные

компоненты

покрытия

рабочего

Алюминий, цинк

Герметизация течей в металлических трубках, радиаторах, конденсорах, теплообменниках и т.п., в том числе герметизация течей в сварных швах, ремонт коррозионных и механических повреждений. Герметизация трещин, промоин и других дефектов в алюминиевых, стальных и чугунных деталях

Алюминий, цинк

Восстановление формы металлических деталей. Заполнение каверн, пор, трещин и других дефектов в изделиях из алюминия и его сплавов (в том числе в деталях двигателей, пресс- формах и т.п.). Восстановление посадочных мест подшипников в алюминиевых, стальных и чугунных деталях

Алюминий, карбид кремния

Заполнение каверн, трещин и других дефектов в алюминиевых, стальных и чугунных корпусных деталях двигателя

Оксид алюминия

Очистка и струйно-абразивная подготовка поверхности стали и чугуна для нанесения металлических покрытий

Электропроводящее покрытие (на сталь, алюминий, керамику). Подслой для пайки оловом к алюминиевым, стальным и чугунным деталям

Медь, цинк

Заполнение каверн, трещин и других дефектов в стальных и чугунных корпусных деталях двигателя

Основные

компоненты

покрытия

рабочего

Назначение покрытий, объекты ремонта и восстановления

Антикоррозионная защита. Герметизация дефектов, микротрещин, резьбовых соединений

Жаростойкое покрытие для защиты от высокотемпературной коррозии. Электропроводящее покрытие для контактных площадок электрооборудования

Никель, цинк

Заполнение каверн, прогаров и других дефектов в стальных изделиях.

Для изделий, работающих при высокой температуре

Электропроводящее покрытие для контактных площадок электрооборудования

Антикоррозионная защита стальных деталей и сварных швов на стальных конструкциях

На рис. 2.50 представлена схема установки фирмы Linde
(США). Последние достижения в реализации способа — изготовление ручных распылителей, характеристики которых приведены в табл. 2.11.

Таблица 2.11

Характеристики распылителей ГДН

Характеристики

Модель 412

Модель 403

Производительность по А1, г/мин

Число температурных режимов

Габариты (мм) и масса (кг):

блока напыления

450 х 64 х 85 мм; 1,3 кг

450 х 64 х 85 мм; 1,3 кг

340 х 260 х 320 мм; 8 кг

560 х 260 х 490 мм; 16 кг

Характеристики

покрытия:

прочность сцепления, МПа

пористость, %

шероховатость поверхности, мкм

R, =
20-40

Рис. 2.50.
Схема установки холодного напыления фирмы Linde:

1
— танкер с сжиженным газом (Аг); 2
— испаритель; 3
— компрессор; 4
— подогреватель воздуха; 5 — порошковый питатель; 6 — распылитель

Низкие требования к ускоряющему газу и малая потребляемая мощность обеспечивают возможность создания портативных установок, использующих технологию «ДИМЕТ».

Газодинамическое напыление — это технология нанесения металлического покрытия на различные материалы и изделия с защитной или декоративной целью, при которой формирование поверхностного слоя происходит за счет удара частиц наносимого вещества о поверхность покрываемых заготовок. Газодинамическое напыление бывает холодным (ХГН) и импульсным (ИГН). В первом случае частицы не подвергаются нагреву, а их разгон обеспечивается с помощью сверхзвукового газового потока. Во втором же происходит средний нагрев и ускорение частиц серией ударных волн фиксированной частоты.

Предприятия в Московской области

Московская обл., г. Сергиев Посад, пр. Красной Армии, д. 212В, корп. 8

Стаж (лет): 11

Сотрудников: 20


Площадь (м²): 1400


Станков: 30

Долбёжная обработка

Заточка инструмента

Зенкерование отверстий

Зубодолбёжная обработка

Зубофрезерная обработка

Зубошлифовальные работы

Координатно-расточные работы

Накатка резьбы

Нарезание резьбы

Плоскошлифовальные работы

Развертывание отверстий

Слесарные работы

Токарно-автоматные работы

Электроэрозионная обработка

Закалка ТВЧ

Объёмная закалка
Алитирование

Анодирование

Газодинамическое напыление

Оксидирование

Цементация

Лазерная резка

Плазменная резка

Газовая сварка

Газопрессовая сварка

Диффузионная сварка

Дугопрессовая сварка

Контактная сварка

Кузнечная сварка

Роботизированная сварка

Ручная дуговая сварка
Сварка под слоем флюса
Термитная сварка

Порошковая покраска

Работа с нержавеющей сталью

Ультразвуковой контроль

Московская обл., г. Истра, ул. Панфилова, д. 11

Стаж (лет): 61

Сотрудников: 500


Площадь (м²): 10000


Станков: 86

Горизонтально-расточные работы

Зенкерование отверстий

Координатно-расточные работы

Круглошлифовальные работы

Механическая обработка на обрабатывающем центре

Накатка резьбы

Нарезание резьбы

Плоскошлифовальные работы

Протягивание

Развертывание отверстий

Резьбошлифовальные работы

Сверление отверстий на станках с ЧПУ

Сверление отверстий на универсальных станках

Слесарные работы

Токарная обработка на станках с ЧПУ

Токарная обработка на универсальных станках

Токарно-автоматные работы

Фрезерная обработка на станках с ЧПУ

Фрезерная обработка на универсальных станках

Хонингование

Шлицефрезерная обработка

Электроэрозионная обработка

Дисперсное твердение

Закалка ТВЧ

Нормализация

Объёмная закалка

Отжиг металла

Отпуск металла

Поверхностная закалка

Сорбитизация

Улучшение металла
Бороалитирование

Газодинамическое напыление

Газотермическое напыление

Гальваническое покрытие медью (меднение, омеднение)

Гальваническое покрытие никелем (никелирование)

Гальваническое покрытие хромом (хромирование)

Гальваническое покрытие цинком (цинкование, оцинковка)

Карбонитрация

Нитроцементация
Термодиффузионное цинкование

Травление металла

Химическое фосфатирование

Хромоалитирование

Хромосилицирование

Лазерная резка

Фигурная резка труб

Вальцовка листового металла

Вальцовка профиля

Вальцовка пруткового металла

Гибка профиля

Гибка пруткового металла

Гибка трубы

Аргонная (аргонодуговая) сварка

Газовая сварка

Газопрессовая сварка

Контактная сварка

Вырубка металла

Листовая штамповка

Перфорация металла

Пробивка металла

Раскатка

Изготовление деталей по чертежам заказчика

Изготовление нестандартных металлоконструкций

Лазерная гравировка

Обработка алюминия

Обработка титана

Покраска кистью

Покраска краскопультом

Порошковая покраска

Работа с нержавеющей сталью

Работа с оцинкованной сталью

Московская обл., Мытищинский район, д. Красная Горка, ул. Школьная, д. 38

Стаж (лет): 6

Сотрудников: ?


Площадь (м²): ?


Станков: ?

Токарная обработка на станках с ЧПУ

Дисперсное твердение

Закалка ТВЧ

Криогенная обработка

Нормализация

Объёмная закалка

Отжиг металла

Отпуск металла

Поверхностная закалка

Сорбитизация

Улучшение металла

Азотирование

Алитирование

Анодирование

Борирование

Бороалитирование

Газодинамическое напыление

Газотермическое напыление

Гальваническое покрытие медью (меднение, омеднение)

Гальваническое покрытие никелем (никелирование)

Гальваническое покрытие хромом (хромирование)

Гальваническое покрытие цинком (цинкование, оцинковка)

Карбонитрация

Многослойное покрытие медью и никелем

Многослойное покрытие медью, никелем и хромом

Нитроцементация

Оксидирование

Плакирование

Силицирование

Термодиффузионное цинкование

Травление металла

Химическое фосфатирование

Хромоалитирование

Хромосилицирование

Цементация

Цианирование

Электрохимическая полировка металла

Газовая/газопламенная/кислородная резка

Гидроабразивная резка

Лазерная резка

Плазменная резка

Поперечная резка рулонной стали

Продольная резка рулонной стали

Продольно-поперечная резка рулонной стали

Резка арматуры

Резка на ленточнопильном станке

Резка пресс-ножницами

Рубка на гильотинных ножницах

Фигурная резка труб

Вальцовка листового металла

Вальцовка профиля

Вальцовка пруткового металла

Вальцовка трубы

3D гибка проволоки

Гибка листового металла

Гибка на прессе

Гибка профиля

Гибка пруткового металла

Гибка трубы

Аргонная (аргонодуговая) сварка

Газовая сварка

Газопрессовая сварка

Диффузионная сварка

Дугопрессовая сварка

Контактная сварка

Кузнечная сварка

Лазерная сварка

Наплавка

Пайка

Полуавтоматическая дуговая сварка

Роботизированная сварка

Ручная дуговая сварка

Сварка арматуры

Сварка взрывом

Сварка под слоем флюса

Сварка трением

Сварка труб

Термитная сварка

Ультразвуковая сварка

Химическая сварка

Холодная сварка

Электронно-лучевая сварка

Волочение

Вырубка металла

Ковка

Листовая штамповка

Объёмная штамповка

Перфорация металла

Правка плоского металлопроката

Прессование металла

Пробивка металла

Прокатка металла

Прокатка-волочение

Прокатка-прессование

Пуклевание

Раскатка

Раскрой металла на координатно-пробивном прессе

Художественная ковка

Визуально-измерительный контроль

Изготовление деталей по образцам заказчика

Изготовление деталей по чертежам заказчика

Изготовление нестандартных металлоконструкций

Изготовление типовых металлоконструкций

Контроль проникающими веществами

Лазерная гравировка

Магнитнопорошковый контроль

Маркировка плазмой

Обработка алюминия

Обработка в галтовочном барабане

Обработка в дробемёте

Обработка титана

Перемотка рулонов металла

Пескоструйная обработка

Покраска кистью

Покраска краскопультом

Порошковая покраска

Работа с арматурой

Работа с нержавеющей сталью

Работа с оцинкованной сталью

Разработка 3D моделей по чертежам

Ультразвуковая толщинометрия

Ультразвуковой контроль

Химический анализ

Газодинамическое напыление

Основная цель газодинамического напыления металла заключается в придании поверхностям заготовок определенных свойств. Эта процедура выполняется не только в отношении металлических заготовок, но и других материалов. Она направлена на увеличение прочностных характеристик, электрической и тепловой проводимости. Данная технология обеспечивает защиту от коррозии, восстанавливает геометрические размеры. Предприятия, оказывающие услуги газодинамического напыления металла в Москве
, прекрасно справляются с этой задачей, ведь в их распоряжении находится высокотехнологичное оборудование.

В большинстве случаев, поверхности металлизируют, при этом наносимые покрытия обладают отличными адгезивными свойствами. Сцепление с основанием получается максимально надежным, изделия обретают дополнительную прочность. Напыляться могут исключительно металлические порошки либо субстанции, содержащие помимо металла, ещё и керамическую составляющую в определенных дозировках. Это существенно удешевляет методику формирования порошкового покрытия и не отражается на его характеристиках. Суть холодной методики газодинамического напыления состоит в нанесении и фиксации на поверхности элементов твердых металлических частиц либо смесей материалов. Их размер составляет 0,01-50 мкм. Они разгоняются до требуемой скорости в воздушной, озоновой либо гелиевой среде. Подобный материал именуют порошковым.

Это алюминиевые частички, никелевые, сочетания алюминия с цинком. Среда, при помощи которой перемешают материал, может быть горячей и холодной. В первом случае максимальный нагрев составляет 700 градусов. При взаимодействии с поверхностью изделия имеет место пластинчатая трансформация, кинематическая энергия трансформируется в адгезионную и тепловую. За счет этого формируется прочный поверхностный слой. Порошок наносят не только на поверхности из металла, но и на бетонные, стеклянные, керамические, каменные. Это существенно расширяет сферу использования методики формирования поверхностей со специфичными свойствами.

Газодинамическое напыление бывает высоким и низким – этот зависит от уровня давления. В первом случае рабочей средой, которая перемещает порошок, служит азот и гелий. Движущиеся металлические частицы обладают давлением свыше 15 атм. Во втором случае применяют сжатый воздух, подаваемый под давлением не более 10 атм. Отличия между этими видами состоят еще и в силе подогрева, расходе рабочей среды. Напыление выполняется в несколько этапов, включающих:

  1. Подготовку поверхности к нанесению порошка (используют механический либо абразивный метод).
  2. Нагрев рабочей среды до необходимого температурного режима.
  3. Подачу нагретого газа в специальное сопло под требуемым давлением (газ подается вместе с порошком).
  4. Порошок обретает огромную скорость и соприкасается с поверхностью изделий.

Стоимость услуг газодинамического напыления металла в Московской области вполне доступная.

Холодное газодинамическое напыление — новейший метод в области термического напыления. По сравнению с обычными процессами термического напыления холодное газодинамическое напыление имеет особые преимущества, поскольку распыляемый материал не расплавляется и не плавится во время процесса. Таким образом, тепловое воздействие на покрытие и материал подложки остается низким.

Высокая кинетическая энергия частиц и высокая степень деформации при воздействии на подложку, которая связана с ней, позволяет изготавливать однородные и очень плотные покрытия. Диапазон толщины покрытия варьируется от нескольких сотых долей миллиметра до нескольких сантиметров.

В получаемых металлических покрытиях, физические и химические свойства практически не отличаются от свойств базового материала.

Согласно новейшей системной технологии компании «Impact Innovations GmbH» инертный газ — предпочтительно азот или гелий — подается в пистолет-распылитель под давлением до 50 бар (725 фунтов на кв. дюйм) и нагревается до максимальной температуры 1100 °C (2012 °F) в корпусе пистолета.

Последующее расширение нагретого и находящегося под высоким давлением газа в сужающемся-расширяющемся сопле до давления окружающей среды приводит к ускорению технологического инертного газа до сверхзвуковой скорости и в то же время к охлаждению газа до температуры ниже 100 °C (373 °F).

Распыляемые порошки впрыскиваются в сужающуюся часть сопла с помощью устройства подачи порошка и газа-носителя и ускоряются до скорости частиц 1200 м/с в основном газовом потоке.

В сильно суженом сопле распылителя частицы ударяются о необработанные, в большинстве случаев, поверхности компонентов, деформируются и превращаются в сильно адгезионное/когезионное и низкооксидное покрытие.

Воздействие скорости частиц на качество и эффективность покрытия

  1. Частица покрытия достигла минимальной скорости удара, которая необходима для возбуждения механизма взаимодействия с поверхностью подложки (обрабатываемого образца). Эта так называемая «критическая скорость» влияет на свойства материала покрытия.
  2. Поскольку скорость удара выше критической скорости, деформация и качество сцепления частиц возрастают.
  3. Если скорость удара слишком высока («скорость эрозии»), происходит больше разрушения материала, чем его добавления. Покрытие не образуется.
  4. Чтобы образовалось плотное и хорошо сформированное покрытие, значение скорости удара частиц должно быть между значениями критической скорости и скорости эрозии.

Что может быть покрыто методом холодного газодинамического напыления?

Материалы для покрытия

Металлы:
например, магний, алюминий, титан, никель, медь, тантал, ниобий, серебро, золото и др.

Сплавы:
например, никель-хром, бронза, алюминиевые сплавы, латунь, титановые сплавы, порошки из MCrAlY (сплавы на основе базового металла (Co, Ni, Cr, Fe) с добавлением хрома, алюминия и иттрия) и др.

Смешанные материалы
(металлическая матрица в сочетании с твердыми фазами): например, металл и керамика, композиты.

Материалы основы

Металлические изделия и образцы, пластмасса, а также стекло и керамика.

Индивидуальная обработка

Каждый отдельный материал обрабатывается индивидуально.

Обработка материалов требует индивидуальной регулировки температуры и давления газа. Комбинация этих двух физических параметров определяет скорость частиц и качество покрытия. Диапазон оптимальной скорости распыления, ограниченный критической скоростью и скоростью эрозии, называется диапазоном осаждения. В рамках этого диапазона на качество нанесения покрытий влияют параметры.

Процесс газодинамического напыления представляет собой закрепление частиц металла на металлических, стеклянных, керамических или бетонных изделиях в момент соударения газопорошковой смести с внешней поверхностью-подложкой. Происходит это благодаря предварительному ускорению этих частиц в сопле для сверхзвукового разгона частиц, при этом температура разгоняемых металлических частиц не превышает температуру их плавления. Металлический слой, нанесенный на изделие по методу холодного газодинамического напыления, отличается качественной сцепкой с поверхностью основы и устойчив к механическим повреждениям.

История открытия явления и факты, обнаруженные опытным путем

Тот факт, что для образования металлического покрытия на поверхности-подложке нет необходимости доводить металлические частицы до состояния плавления или близкого к нему, как это обычно происходит при использовании стандартных методик напыления, был обнаружен в конце ХХ века российскими учеными. Результаты ряда экспериментов, проводимых научными сотрудниками РАН, показали, что поверхностное напыление можно получать и при нагреве твердых металлических частиц до температуры, которая гораздо ниже температуры их плавления.

Кроме того, в ходе экспериментов были зафиксированы следующие важные факты:

  • главным параметром в технологии холодного газодинамического напыления, от которого зависит качество адгезии, является скорость разгона газопорошковой смеси. Именно этот параметр влияет на степень сцепки напыления с поверхностью, на которую оно наносится, а также на такие характеристики напыляемого слоя, как пористость и механическая прочность. При скорости твердых частиц выше 500-600 м/с эрозийные процессы трансформируются в прочный слой напыления;
  • эмпирическим путем был обнаружен критический предел расхода частиц, при котором металлический слой не образуется при любой длительности воздействия газопорошкового потока на подложку;
  • если расход порошка превышает критическую величину, то происходит крепкое и надежное сцепление частиц на напыляемой поверхности, и образуется плотный напыляемый слой;
  • из всего объема твердых частиц, разгоняемых сверхзвуковым потоком, только небольшое количество образует слой поверхностного напыления. Основная масса частиц распыляется и не имеет возможности закрепиться на обрабатываемой поверхности. Соответственно, количество металлических частиц, наносимых и фиксирующихся на изделии, напрямую зависит от объема расходуемого порошкового материала;
  • поверхность подложки в процессе формирования слоя напыления нагревается незначительно.Температура поверхности, обтекаемой потоком газа и подложки, которая находится в процессе газодинамического напыления, отличается друг от друга примерно на 45 градусов.

Виды холодного газодинамического напыления и их преимущества

Холодное газодинамическое напыление имеет 2 вида:

  1. Напыление высокого давления, при котором используется гелий, азот или смесь газов. Расход порошкового материала составляет 4,5-13,5 кг/ч.
  2. Холодное газодинамическое напыление низкого давления, осуществляемое при помощи сжатого воздуха. Объем расходуемого порошка колеблется в пределах 0,3-3 кг/ч.

Оба вида напыления имеют свои преимущества и недостатки:

  • при использовании в технологическом процессе высокого давления покрытие получается более качественным, при том, что размер твердых частиц металлического порошка может варьироваться от 5 до 50 мкм, а не в пределах 5-30 мкм, как в технологии со сжатым воздухом;
  • в технологическом процессе напыления низкого давления используется менее габаритное оборудование, стоимость которого значительно ниже того, что используется для напыления под высоким давлением.

Технологический процесс напыления высокого и низкого давления

В процессе холодного напыления высокого давления газ нагревается и соединяется с твердыми частицами порошкового материала. Эта газопорошковая смесь поступает в сверхзвуковое сопло, разгоняется там до сверхзвуковой скорости и под давлением 7-40 бар направляется на поверхность изделия, на котором необходимо образовать металлическое покрытие.

Холодное напыление, при котором используется сжатый воздух, технологически отличается от метода напыления под высоким давлением тем, что основные процессы происходят сразу в сопле для разгона частиц до сверхзвуковой скорости: газ нагревается непосредственно в нем, а порошок поступает в сопло перпендикулярно газовому потоку. Кроме того, при использовании метода напыления с низким давлением используются порошки, в которых кроме частиц металла присутствуют керамические частицы. Такие добавки улучшают состояние поверхности изделия, на которое наносится напыление, и повышают качество адгезии материалов. Кроме того, в процессе прохождения потока смеси через оборудование керамические частицы дополнительно очищают стенки и выходное отверстие сопла.

Область применения холодного газодинамического напыления

Холодное газодинамическое покрытие применяется для решения следующих задач:

  • реставрация металлических деталей, которые были подвержены сколам, трещинам, истиранию и другим механическим повреждениям;
  • покрытие металлических изделий напылением с целью увеличения их антикоррозийных и теплопроводных свойств;
  • защита контактных поверхностей наконечников металлических кабелей.

По сути, — 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.

Принцип действия, плюсы и минусы ХГН

Имеет два основных отличия от газотермического метода реставрации. Во-первых, напыление защитного или восстановительного покрытия происходит при пониженной температуре, не превышающей 150 °С, что в свою очередь не вызывает напряжения в обрабатываемых деталях и их деформации. Во-вторых, «холодная» технология позволяет создавать слой регулируемой толщины и в точно заданных границах. О других плюсах и минусах расскажем чуть позже, а пока об авторах метода и о том, как он работает.

Его разработчиком является «Обнинский центр порошкового напыления»
(Россия). Производимое ими оборудование получило название ДИМЕТ ®
. Оно сертифицировано по системе ГОСТ Р и защищено патентами России, США, Канады и других стран. В основу технологии заложен принцип сверхзвукового воздействия мельчайшими частицами легкоплавких и других материалов на обрабатываемую поверхность. В основном это полимеры или сплавы карбидов с металлами с размером частиц 0,01-0,5 мкм. Смешиваясь с газом они подаются на изделие со скоростью 500-1000 м/с.

В зависимости от состава расходного материала (порошка) и изменения режимов его нанесения можно получить однородное или композиционное покрытие с твердой или пористой структурой и своей функциональной задачей. Это может быть: восстановление геометрии изделия, упрочнение и защита металла от коррозии, повышение тепло- и электропроводности материала, а также образование износостойкого покрытия, выдерживающего воздействие химически активных сред, высоких тепловых нагрузок и т. д.

Кстати, обнинские инженеры разработали уже несколько модификаций установок ДИМЕТ ® . Учитывая широкую востребованность данного оборудования, сейчас серийно выпускаются как ручные, так и автоматизированные аппараты холодного газодинамического напыления, что позволяет использовать их в промышленности, нефтегазовой отрасли, а также в малом бизнесе для обработки небольших деталей. Тем более, что ничего особо сложного в самой технологии нет. Для работы комплекса (помимо материала для напыления) необходим только сжатый воздух (подается под давлением 0,6-1,0 МПа и расходом 0,3-0,4 м3/мин.) и электросеть напряжением 220 В.

Теперь ещё о преимуществах и недостатках метода. Во-первых, в отличие от газотермического способа ХГН может эффективно применяться при обычном давлении, в любом температурном диапазоне и уровне влажности. В-вторых, он экологически абсолютно безопасен. В-третьих, благодаря большой скорости, может применяться и для абразивной чистки поверхности. Ну, а единственным недостатком технологии является возможность нанесения покрытий только из относительно пластичных металлов, таких как медь, алюминий, цинк, никель и др.

Область применения ХГН

Более подробно хотелось бы остановиться на сферах использования технологии холодного газодинамического напыления порошковыми материалами, чтобы наглядно показать насколько она сегодня востребована.

Устранение дефектов, восстановление поверхностей и герметизация

Всё это — работа, которой могут заниматься даже малые предприятия. К примеру, в небольших мастерских можно ремонтировать детали из легких сплавов (части автомобильной конструкции, допустим), прежде всего, алюминиевых и алюминиевомагниевых. Причем, легко устраняются дефекты, возникшие как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации. А отсутствие сильного нагрева и низкая энергетика метода позволяют чинить даже тонкостенные изделия.

Отлично подходит ХГН и для восстановления изношенных поверхностей. Например, такой трудоемкий процесс, как «наращивание» металла в посадочных местах подшипников, теперь могут осуществлять даже малые предприятия, не говоря уже о восстановлении герметизации (когда применение жидких герметиков невозможно) в трубопроводах, теплообменниках или сосудах для рабочих газов, жидкостей.

Очень эффективен в ремонте сложных изделий, где требуется точное восстановление геометрических параметров, устранение скрытых дефектов, но при этом с сохранением всех эксплуатационных характеристик, а также товарного вида. Именно поэтому данный метод активно используется в оборонно-промышленном комплексе, железнодорожной и авиационной промышленности, сельском хозяйстве, газоперекачке и пр.

Не обойтись без этой технологии и в создании контактных площадок. Благодаря возможности легкого нанесения покрытий на любые металлические, керамические и стеклянные поверхности ХГН применяется и в производстве электротехнических изделий. Например, в процессах меднения, создании силовых токонесущих сетей, нанесении токовводов, изготовлении подслоев под пайку и т. д.

Антикоррозийная обработка и устранение глубоких дефектов

Напыление так называемого антифрикционного покрытия — высокоэффективный способ избавления от локальных повреждений (глубоких сколов, задиров, царапин). Это позволяет избежать процедуры полной перезаливки или даже замены изделия, что, естественно, экономически не выгодно.

А в антикорроизонной обработке и защите от высокотемпературной коррозии различных коммуникаций данному методу вообще нет равных. К слову, различные модификации оборудования ДИМЕТ ®
обеспечивают качественную обработку внутренней поверхности труб диаметром от 100 мм и длиной до 12 м.

Copyright © 2022 ctbn.ru.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *