Đề tài Tạo lớp phủ là kim loại bằng phương pháp Phun

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIBỘ MÔN : CN ĐIỆN HÓA VÀ BẢO VỆ KIM LOẠI Sinh Viên : Đồng Hoàng Trung Nguyễn Xuân Dũng, Lê Trọng Thống, Cao Ngọc Biểnwww.themegallery.comĐỀ TÀITạo lớp phủ là kim loại bằng phương pháp PhunI.Nguyên lý Phun phủ kim loại là công nghệ không thể thiếu trong lĩnh vực luyện kim; điện - điện tử, cơ khíCông nghệ phun phủ kết hợp với công nghệ xử lý bề mặt bằng phương pháp hóa nhiệt luyện để phục hồi các chi tiết đãqua sử dụngvà bị mài mòn quá mức cho phép có dạng trục và dạng vỏ tròn xoay, là những chi tiết rất phổ biến trong máy móc và thiết bị nhập ngoạiKhi phun phủ những giọt nhỏ kim loại ít nhiều cũng nóng chảy do áp lực của lửa hồ quang ( hoặc plasma) sẽ thổi chúng bám vào bề mặt sản phẩm với tốc độ 50-250 m/s và liên kết thành lớp xốp.Sự liên kết chủ yếu bằng quá trình chảy kết và bám dính bằng lực cơ học lên bề mặt sản phẩm qua lớp oxit mỏng.Yêu cầu quan trọng là phải kín sít. Các phương pháp phun phủPhun phủ bằng lửa khí hàn oxi-axetylen ở nhiệt độ 3200 độ C. Kim loại phun phủ ở dạng dây, bột hoặc que.Phun phủ bằng lửa hồ quang được tạo thành giữa 2 thang kim loại làm nóng chảy.Phun phủ bằng quá trình nổ của các hỗn hợp khí trong súng phun.Phun phủ bằng plasma sẽ làm ion hóa vật liệu phủ bằng hồ quang cao, làm nóng chảy bằng plasmaƯu điểm : - Bằng phun có thể phủ được các vật liệu rất khác nhau trên bề mặt chi tiết như kính, vải, gỗ,...-Có thể sử dụng các kim loại và hợp kim khác nhau hoặc hỗn hợp giữa chúng. Có thể phun nhiều lớp với những vật liệu khác nhau để tạo các lớp phủ có tính chất đặc biệt. Thiết bị phun khá đơn giản và gọn nhẹ, có thể di chuyển dễ dàng và nhanh chóng.Có thể sử dụng các kim loại và hợp kim khác nhau hoặc hỗn hợp giữa chúng. Có thể phun nhiều lớp với những vật liệu khác nhau để tạo các lớp phủ có tính chát đặc biệt. Chi tiết phun ít bị biến dạng.Nhược điểm:Khi chi tiết nhỏ, sự phun ít hiệu quả do tổn hao vật liệu phun lớn. Trong trường hợp này ta sử dụng các phương pháp khác sẽ cho hiệu quả kinh tế cao hơn.Quá trình chuẩn bị bề mặt trước khi phun gây ô nhiễm môi trường làm việc do phải sử dụng các chi tiết tẩy rửa và làm sạch như máy phun cát, phun bi, phun bột kim loại và các dung dịch tẩy rửa khác.Trong quá trình phun, các hạt có thể bị bắn tung tóe đồng thời có thể tạo các hạt có hại cho sức khỏe.Cấu trúc lớp phủ thường có nhiều lỗ xốp hở và bông khí do các nguyên nhân:Không khí thoát ra tạo nên lỗ xốp 1- 20µm.Bông không khí do các hạt kim loại xếp không khít nhau.Lớp oxit xuất hiện và mất đi khi nóng chảy và phun.Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lớp phun phủ: Độ xốp lỗ bé và phun sẽ phụ thuộc vào độ sạch và độ nhám của bề mặt, vật liệu phun, các thông số phun và thiết bị phun.Độ bám quyết định bằng sự chuẩn bị bề mặt. Chiều dày lớp phun phủ lớn hơn 3 mm cần bề mặt có độ nhám lớn.Phương pháp chuẩn bị bề mặt được căn cứ vào:Chiều dày lớp cần phin phủ.Hình dáng kích thước yêu cầu và mục đích sử dụng của sản phẩm.Vật liệu và phương pháp phun cũng như cách xử lý bề mặt đã phun.Phần 2: Công nghệ phun kim loại Kim phun là một thuật ngữ chung cho công nghệ phun nhiệt khác nhau. Phun nhiệt được dựa trên sự tương tác giữa động năng và nhiệt.Kim phun đã được phát triển trong những năm đầu thế kỷ 20 và đầu phun bao gồm các hạt kim loại nóng chảy. Phun nhiệt làm cho nó có thể áp dụng các vật liệu trên các yếu tố chuẩn bị một cách chính xác, mà không đạt được các đầu vào nhiệt cần thiết với hàn hoặc nhiệt hạch.Công nghệ phun kim loại / kim phunĐộng năng cao được tạo ra trong các kim phun phương pháp dẫn đến kẹp cơ học của hạt fusioned trên một phần mà không tạo ra nhiệt. Dựa trên những kết quả phun nhiệt được áp dụng ngày càng, ban đầu chủ yếu là sửa chữa. Với khả năng sử dụng các thiết bị khác nhau trong ngọn lửa phun, sơn phun trong kim loại có thể được cung cấp - nhắm mục tiêu đến các yêu cầu và khu vực ứng dụng - Mo, thép, thép không gỉ, và NE kim loại như đồng, đồng, nhôm, kẽm (phun kẽm mạ ) vv cũng như gốm oxit.Để chuẩn bị cho các phần trong phun kim loại, họ được tẩy dầu mỡ, nước nóng ở khoảng. 100 ° C, phun bắn thép, silica carbide hoặc oxit nhôm và được phủ ngay sau đó để ngăn chặn sự ăn mòn. Nên phun nhiệt không được tốt cho các lớp phủ, việc điều trị có thể được thực hiện bằng cách xoay khô hoặc nghiền khô trong những trường hợp cụ thể.Việc xử lý cuối cùng của lớp phủ trong phun kim loại có thể được thực hiện bằng cách xoay vòng, mài tròn và hoàn thiện. Trong nhiệt phun sơn cũng thường được thực hiện mà không cần điều trị thêm. Bề mặt được xử lý bằng phun kim loại sau đó nên được bôi trơn hoặc niêm phong tùy thuộc vào việc sử dụng.Các công nghệ phun nhiệt khác nhau được phát triển hơn nữa và vì những phát hiện mới mà họ đã trở thành một yếu tố cố định trong mòn và chống ăn mòn. Hôm nay, các điều khoản của kim phun các phương pháp như dây lửa phun, tia lửa phun, bột phun lửa có hoặc không tự trợ dung, tốc độ cao ngọn lửa phun (HVOF) được chuẩn hoá theo nhiệt phun DIN EN 657.Kim phun bao gồm các ứng dụng để sửa chữa và để Rejects an toàn do các khuyết tật với công nghệ cao với các phương pháp chỉ định. Các khả năng của phun nhiệt không có chỗ nào gần hết chưa và luôn luôn ở đó để giải quyết các vấn đề kỹ thuật. Phun nhiệt ngày nay là một phần của công nghệ hiện đại.Sơn công nghệCác ứng dụng của khí lạnh công nghệ phun động như một phương pháp phun sơn kim loại là đơn giản: Một kim loại bột, kim loại / gốm pha trộn, hoặc polymer được tăng tốc bằng không khí nén thông qua một vòi phun siêu âm và được phun trên bề mặt được phủ. Độ cứng, độ xốp và độ dày của lớp phủ gửi có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh áp suất không khí, trước lò sưởi, và vòi phun. Vật liệu bề mặt bao gồm kim loại và hợp kim kim loại, gốm sứ và thủy tinh, nhựa, giấy, và màn hình net và lá. Phương pháp phun sơn nhiệt truyền thống (plasma, hồ quang điện, HVOF)đòi hỏi nhiệt độ cao của các hạt vật chất phải tuân theo một bề mặt. Thông thường nhiệt độ này vượt quá nhiệt độ nóng chảy vật chất từ đó tạo ra những vấn đề cố hữu trong phun nhiệt. Trong khí lạnh phun năng động - nhiệt độ cao là không cần thiết. Đây là những gì làm cho công nghệ độc đáo. Công nghệ này sử dụng sự tương tác bề mặt của các hạt chuyển động với vận tốc siêu âm giữa mach 2-3 (vận tốc cần thiết phụ thuộc vào ứng dụng và khí mang). Vì nhiệt độ cao không cần thiết trong khí lạnh động phun, độ bám dính và độ xốp được cấp trên để phun nhiệt.Phương pháp nhiệt truyền thống -by definition- tạo ra những thay đổi hóa học không mong muốn và căng thẳng liên quan cùng với các lỗi gây ra quá trình oxy hóa. Cold khí phun động sử dụng vận tốc siêu âm để phun chất liệu quá nhanh vào một bề mặt mà một liên kết mạnh mẽ được hình thành mà không có tác dụng phụ không mong muốn vốn có trong các phương pháp nhiệt thông thường. Công nghệ này có những lợi ích đáng kể so với phương pháp truyền thống lớp phủ do nhiệt độ thấp, độ xốp thấp, và độ bám dính cao. Sự hấp dẫn của phương pháp phun động khí lạnh là thiết bị sử dụng và các lớp phủ lưu chiểu không có những hạn chế cố hữu trong các phương pháp sơn phủ nhiệt khác. Chất lượng lớp phủ và độ bám dính rất tốt mà không cần sự phức tạp của vụ nổ gas hoặc các phương pháp lắng đọng kỳ lạ. Gaz lạnh các công nghệ phun động cung cấp sự linh hoạt và kinh tế cho một loạt các ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp.Nổ nhiệt quá trình phun: Súng nổ bao gồm một thùng nước làm mát bằng dài với van đầu vào cho khí và bột. Oxy và nhiên liệu (acetylene phổ biến nhất) được đưa vào thùng cùng với một phụ trách bột. Một tia lửa được dùng để đốt cháy hỗn hợp khí, và sự nóng nổ dẫn và làm tăng tốc độ vận tốc siêu âm để bột qua thùng. Một xung của nitơ được sử dụng để tẩy các thùng sau mỗi vụ nổ. Quá trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần trong một giây. Động năng cao của các hạt bột nóng về tác động với kết quả chất nền trong một sự tích tụ của một lớp phủ rất dày đặc và mạnh mẽ.Phun plasmaTrong quá trình phun plasma, vật liệu được lưu ký (nguyên liệu) - thường là bột , đôi khi là một chất lỏng , ] treo  hoặc dây - được giới thiệu vào các máy bay phản lực plasma, phát ra từ một ngọn đuốc plasma . Trong các máy bay phản lực, nơi có nhiệt độ trên thứ tự của 10.000 K, vật liệu tan chảy và đẩy hướng tới một chất nền. Ở đó, những giọt nóng chảy san bằng, nhanh chóng củng cố và tạo thành một tiền gửi. Thông thường, các khoản tiền gửi vẫn bám chặt vào bề mặt như phủ; phụ tùng miễn phí-đứng cũng có thể được sản xuất bằng cách loại bỏ các chất nền. Có một số lượng lớn các thông số công nghệ có ảnh hưởng đến sự tương tác của các hạt với các máy bay phản lực plasma và các chất nền và do đó các tính chất tiền gửi. Các tham số này bao gồm các loại nguyên liệu, thành phần khí plasma và tốc độ dòng chảy, năng lượng đầu vào, đèn bù đắp khoảng cách, làm mát bề mặt, vv  Chân không phun plasmaChân không phun plasma (VPS) là một công nghệ chạm khắc và bề mặt sửa đổi để tạo xốp lớp với khả năng tái cao và làm sạch bề mặt và kỹ thuật chất dẻo, cao su và các loại sợi tự nhiên cũng như để thay thế CFCs để làm sạch các thành phần kim loại. Kỹ thuật bề mặt này có thể cải thiện các đặc tính như hành vi của ma sát, khả năng chịu nhiệt , bề mặt dẫn điện , bôi trơn , sức mạnh cố kết của bộ phim, hoặchằng số điện môi , hoặc nó có thể làm cho vật liệu ưa nước hay kỵ nước .Quá trình này thường hoạt động ở 39-120 ° C để tránh thiệt hại nhiệt. Nó có thể gây ra các phản ứng bề mặt không chịu nhiệt được kích hoạt, gây ra những thay đổi bề mặt mà không thể xảy ra với các chất hóa học phân tử tại áp suất khí quyển. xử lý plasma được thực hiện trong một môi trường kiểm soát bên trong một buồng kín ở một chân không trung, khoảng 13-65 Pa . Các khí hoặc hỗn hợp của các chất khí được thúc đẩy bởi một trường điện từ DC để lò vi sóng tần số, thường 1-500 W tại 50 V. Các thành phần điều trị thường là cách điện. Các plasma dễ bay hơi phụ phẩm được sơ tán khỏi buồng bởi các máy bơm chân không , và nếu cần thiết có thể được vô hiệu hóa trong một xảchà sàn .Lạnh phun Trong những năm 1990, phun lạnh (thường được gọi là khí động phun lạnh ) đã được giới thiệu. Phương pháp này đã được phát triển ở Nga, với các quan sát ngẫu nhiên của sự hình thành nhanh chóng của lớp phủ. Điều này xảy ra trong khi thử nghiệm với sự xói mòn hạt của một mục tiêu tiếp xúc với một dòng chảy tốc độ cao tải với bột mịn trong một đường hầm gió. Trong phun lạnh, các hạt được gia tốc đến tốc độ rất cao của các hãng gas buộc phải thông qua một hội tụ phân kỳ- de Laval loại vòi phun . Khi tác động, các hạt rắn với đủ biến dạng động năng dẻo và trái phiếu cơ học với các chất nền để tạo thành một lớp phủ. Các vận tốc tới hạn cần thiết để hình thành liên kết phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, kích thước bột và nhiệt độ. Kim loại mềm như Cu và Al phù hợp nhất để phun lạnh, nhưng lớp phủ vật liệu khác (W, Ta, Ti, MCrAlY, WC-Co, vv) bằng cách phun lạnh đã được báo cáo. [1]Hiệu quả lắng đọng thường thấp cho bột hợp kim, và các cửa sổ của các thông số quá trình và kích cỡ phù hợp bột hẹp. Để đẩy nhanh tiến độ để vận tốc cao hơn bột, bột mịn (<20 micromet) được sử dụng. Có thể gia tốc các hạt bột với vận tốc cao hơn nhiều bằng cách sử dụng chế biến khí có cao tốc độ của âm thanh (helium thay vì nitơ). Tuy nhiên, heli là tốn kém và tốc độ dòng chảy của nó, và do đó tiêu thụ, là cao hơn. Để cải thiện khả năng tăng tốc, khí nitơ được làm nóng lên đến khoảng 900 C. Như một kết quả, hiệu quả lắng đọng và độ bền kéo của tiền gửi tăng. [1]Phun ấmPhun ấm là một sửa đổi cuốn tiểu thuyết của vận tốc cao oxy-nhiên liệu phun, trong đó nhiệt độ của khí đốt được hạ xuống bằng cách trộn với nitơ khí đốt, do đó mang lại quá trình gần gũi hơn với phun lạnh. Các kết quả có chứa nhiều khí hơi nước, hydrocarbon không phản ứng và oxy, và do đó là bẩn hơn so với phun lạnh. Tuy nhiên, hiệu quả lớp phủ cao.Mặt khác, nhiệt độ thấp hơn khi phun rải ấm giảm nhiệt độ nóng chảy và các phản ứng hóa học của bột thức ăn chăn nuôi, so với HVOF. Những lợi thế này là đặc biệt quan trọng đối với các vật liệu phủ như Ti, nhựa, kim loại và kính, mà nhanh chóng bị ôxy hóa hoặc xấu đi ở nhiệt độ cao. Phần 3 : Ứng dụng Trong các thiết bị y tế kỹ thuậtTrong điện nhà kỹ thuậtTrong kỹ thuật nhà máy hóa chấtTrong ngành công nghiệp chế biến nhựaTrong ngành công nghiệp máy bơmTrong sản xuất kim loại màu và kim loại màuTrong ngành công nghiệp điệnTrong kỹ thuật thiết bịTrong các tác phẩm thépTrong các xưởng đúcTrong sản xuất thépTrong các nhà máy vẽTrong ngành hàng không và hàng khôngTrong xây dựng ô tô (xe công)Trong xây dựng tàu (xây dựng hải quân)Trong xây dựng máy nông nghiệp (kỹ thuật nông nghiệp)Trong chế biến dầu khoángTrong khai thác mỏNăng lượng và cung cấp nướcTrong máy kỹ thuậtTrong ngành công nghiệp giấyTrong ngành công nghiệp in (máy in)Trong ngành công nghiệp thủy tinhTrong sản xuất các thiết bị gia dụng và nhà bếpTrong kỹ thuật y tế- Phục hồi kích thước cho gối đỡ bạc đạn của các loại trục roto động cơ lớn, các loại trục khuỷu, trục cam trong động cơ...- phun phủ lớp gốm crom oxit bảo vệ cách turbin trong các nhà máy điện,  trong các chi tiết động cơ máy bay, vừa làm lớp cách nhiệt, vừa chống mài mòn, các trục vít máy nghiền, máy bơm v..v- Phun phủ hợp kim crom chống mài mòn trên các loại các bơm và guồng bơm mà dung dịch bơm có lẫn các tinh thể rắn.- Phun phủ lớp nhôm bảo vệ các kết cấu kim loại làm việc trong môi trường biển, phun lớp kẽm bảo vệ kết cấu kép trong môi trường khí quyển đạt hiệu quả chi phí rất cao. Phun phủ lớp thép không rỉ bảo vệ mặt trong các tank chứa hóa chất v..v-các trục lăn trục quấn trong ngành giấy, ngành thép, trục quấn  -Làm pin năng lượng điện hóa v..v..-tạo lớp Nền chống trượt trên các con tàu biển vvTHE END