پاشش حرارتی

پاشش حرارتی

تعداد بازدید: 9732
چهارشنبه 03 دي 1393

پاشش حرارتی

پاشش حرارتی (thermal Spray) نامی کلی از روشهایی است که برای ایجاد پوشش در سطح قطعات، با استفاده از ترکیبی از انرژی حرارتی و انرژی جنبشی انجام می‌گیرد. مواد اولیه مورد استفاده در این فرآیندها، به شکل پودر، سیم و یا میله است.

در تمامی فرآیندهای حرارتی، مواد مصرفی پوشش به تفنگ پاششی (spray gun) تغذیه شده سپس منابع انرژی، مواد اولیه را به صورت ذوب و یا خمیری در آورده و در مرحله بعد، ذرات ماده پوششی توسط یک گاز خنثی (آرگون، هلیوم، ازت ویا مخلوطی از این گازها) سرعت داده شده و با شتاب، به سطح آماده شده قطعه، پرتاب شده و در اثر شتاب زیاد، در هنگام برخورد ذرات به سطح قطعه، بین ذرات و سطح، یک پیوند مکانیکی قوی به وجود آمده و ذرات در یکدیگر قفل می‎شوند و بتدریج پوشش با ضخامت مورد نظر ساخته می‎شود. چگالی پوشش به مواد، دمای مواد به هنگام برخورد با قطعه کار و انرژی ضربه آن بستگی دارد.از این جهت تقسیم بندی های مختلفی برای فرایندهای پاشش حرارتی ارائه شده ‌است.

.

 

دسته بندی فرایندهای پاشش حرارتی

فرآیندهای پاشش حرارتی به سه دسته کلی تقسیم‎ بندی می‎شوند:

  1. فرآیندهای با انرژی کمتر

این فرآیند به صورت پاشش قوس و شعلهای بوده و به عنوان فلزپاشی (metallising) دسته بندی می‎شود.

  1. فرآیندهای با انرژی بیشتر

فرآیندهای با انرژی بیشتر، پلاسما، تفنگ انفجاری و پاشش احتراقی با سرعت بالا برای ایجاد پوششهایی با تخلخل بسیار کمتر و چسبندگی بهتر به زیر لایه و استفاده از مواد با نقطه ذوب بالا بکار می روند.

  1. فرآیند پاشش گداخت

فرآیند پاشش-گداخت (spray fuse) برای تولید پوشش آلیاژهای خاص خودروانساز پایه نیکل یا کبالت مورد استفاده قرار می‎گیرد. دمای پوشش در این فرآیند تا حد دامنه انجماد و ذوب آلیاژ بالا رفته و عمل خودروانسازی امکان پیوند نفوذی بین ذرات پاشیده شده و زیر لایه را فراهم می آورد.

مواد مصرفی پاشش حرارتی به دو صورت قابل دسترس می‎باشد. برای فرآیندهای فلزپاشی از سیم جامد کشیده شده و همچنین سیم مغزدار که مواد پوشش در یک چسب آلی پخش شده است، استفاده می‎شود. برای فرآیندهای پرانرژی، از پودر استفاده می شود. این روش برای مواد غیر فلزی مزایایی دارد و میتواند براحتی به محل مورد نظر برای پاشش حمل شود، همچنین می‎توان در مشعلهایی که برای استفاده در سوراخهای کوچک طراحی شده اند نیز مورد استفاده قرار گیرد.

انواع پاشش حرارتی

انواع پاشش حرارتی عبارتند از:

  1. پاشش سیمی با گاز اکسیژن-سوخت (فلزپاشی)
  2. پاشش پودر با گاز اکسیژن-سوخت (پودرپاشی)
  3. فلزپاشی با قوس
  4. پاشش قوسی پلاسما در هوا (APS)
  5. پاشش پلاسمایی در خلا
  6. پاشش احتراقی سریع
  7. پوشش دهی انفجاری(Detonation coating)
  8. فرآیند Jet kote
  9. سیستم جت الماس
  10. فرآیند CDS

پاشش سیمی با گاز اکسیژن - سوخت

در پاشش سیمی با گاز اکسیژن-سوخت، مواد پوشش به شکل سیم، میله یا مغزه بوسیله یک موتور با سرعت متغیر به مرکز یک شعله چند ژیگلوره تغذیه و سر سیم ذوب می شود.یک ژیگلور حلقوی برای هدایت گاز، ماده مذاب را به سمت زیر لایه به پیش میبرد.

پاشش سیمی

پاشش سیمی عمدتا در رسوب دهی پوشش های روی و آلومینیم به منظور حفاظت خوردگی به کار میرود. قطعات ساییده شده یا خوب تراشکاری نشده را میتوان با فولادها، مس و آلیاژهای آن ، نیکل و آلیاژهای آن یا با سرامیکها ترمیم نمود.

مزایای این روش عبارتند از:

1.       هزینه نسبتا کم تجهیزات

2.       سرعتهای بالای پاشش

3.       محدوده وسیع مواد عملیات سطحی که میتواند پاشش شود

4.       سازگاری با قطرهای مختلف سیم

5.       امکان خودکار سازی عملیات پوشش

 

معیاب این روش نیز عبارتند از:

1.       محدودیت در شکل سیم مصرفی

2.       چگالی کمتر رسوب و استحکام چسبندگی کمتر نسبت به پاشش قوسی

 

کاربردهای اصلی

پاشش حرارتی سیمی عمدتاً در رسوب دهی پوششهای روی و آلومینیوم به منظور حفاظت خوردگی به کار میرود. قطعات ساییده شده یا خوب تراشکاری نشده را می توان با فولادها، مس و آلیاژهای آن، نیکل و آلیاژهای آن یا با سرامیک ترمیم نمود.

پاشش پودر با گاز اکسیژن - سوخت

مواد عملیات سطحی به شکل پودر در یک مخزن نگهداری شده و از آنجا یا توسط یک گاز حامل(معمولا هوا) ویا از طریق فشار کاهش یافته توسط یک ونتوری در مسیر جریان گاز به شعله پاشش انتقال می یابد.پودر پاشی عمدتا در پوششهای مقاوم به سایش آلیاژهای پایه کبالت یا نیکل استفاده شده که برای بدست آوردن رسوب کاملا چگال با پیوند متالورژیکی بعدا گداخته می شوند.

مزایای این روش عبارتند از:

1.       مناسبترین فرآیند پاشش شعلهای برای مواد پرآلیاژ و خودروانسازسطحی

2.       امکان تامین مداوم مواد عملیات سطحی

3.       امکان استفاده در پوشش دهی موادی که نمیتواند بصورت سیم یا میله تولید شوند.

معایب این روش نیز عبارتند از:

1.       نیاز به مواد مصرفی پودر شکل با محدوده مناسب دانه بندی

2.       ایجاد رسوب با چگالی و استحکام چسبندگی کمتر نسبت به پاشش قوسمگر در آلیاژهای خودروانساز که بعدا گداخته میشوند.

فلزپاشی با قوس

در فلزپاشی سیمی با قوس الکتریکی از سیمهای دوقلو استفاده شده که با هم به قسمت سر تفنگ پاشش تغذیه می شود،در این قسمت قوس بین انتهای سیمها برقرار شده و قطرات مذاب توسط دمش گاز فشار بالا (معمولا هوا) پاشیده میشود.فرآیند پاشش قوس برای عملیات سطحی قطعات بزرگ مانند غلتکهای صنایع فولاد، کاغذ، رنگ و عملیات سطحی و ترمیم پیستونها، سنبه ها، محورها، یاتاقانها و ... مناسب است.

مزایای این روش عبارتند از:

1.       سیمهای جامد(توپر) یا لولهای(توخالی) با محدوده وسیعی از آلیاژهای پوشش می تواند استفاده شود.

2.       امکان سرعتهای پاشش خیلی زیاد.

3.       با استفاده از دو سیم مختلف میتوان پوششهای کامپوزیتی یا آلیاژهای خمیری ایجاد کرد.

معایب این روش نیز به شرح زیر است:

1.       محدودیت دسترسی مواد مصرفی به شکل سیم.

2.       چگالی و چسبندگی کمتر رسوب نسبت به پلاسما، تفنگ انفجاری و jet kote

پاشش قوسی پلاسما در هوا (APS)

یک مشعل پاشش قوسی پلاسمایی متشکل از آند لولهای مسی در پشت کاتد تنگستن است.

هر دو الکترود آبگرد بوده و توسط بدنهای عایق که آنها را در فاصله مناسب نگهداشته است و بعنوان یک محفظه قوس عمل می کند،احاطه شده است.

قوس جریان بالا درون مشعل تولید می شود و گاز به محفظه قوس تزریق و درآنجا گاز گرم شده و با عبور از قسمت باریک در سوراخ آند به یک پلاسما دمای بالا تبدیل میشود. ماده پودری به این جریان پلاسما تزریق شده، گرم میشود و به سوی لایه پرتاب میگردد.این فرآیند بیشتر برای رسوبدهی مواد دیرگداز نقطه ذوب بالا،سرامیکها،کاربیدها و آلیاژهای دمای بالا مثلا اجزا موتور هواپیما،قطعات ماشین آلات نساجی، پوششهای مقاوم به سایش پمپها و... بکار می رود.پوششهای با کیفیت بالا که بوسیله این فرآیند تولید شده، در قطعات موتورهای هواسوزی بکار می‎روند که برای مقاومت به خوردگی و سایش در دمای بالا با موادی نظیر سری M-Cr-Al-Y پوشش داده می شوند.

مزایای این روش به شرح ذیل است:

1.       امکان پاشش تقریبا تمامی مواد به دلیل دمای بالا

2.       چگالی زیاد و پیوند قوی رسوب با زیر لایه

3.       حرارت اعمالی خیلی کم به زیر لایه

معایب این روش عبارتند از:

1.       تجهیزات حجیم و هزینه سرمایه گذاری بیشتر نسبت به پاشش قوس و گازی

2.       چگالی و چسبندگی کمتر رسوب به پاشش پلاسمایی در خلا (vps)

پاشش پلاسمایی در خلا

این فرآیند یا نام‎های پاشش پلاسمایی در خلا یا پاشش پلاسمایی کم فشار (VPS/LPPS) شناخته می شود. در این فرآیند پاشش در محفظه ای که ابتدا تا فشار mbar10-2 خلا شده و سپس مجددا با گاز آرگون تا فشار mbar40 پر شده، انجام می‎شود.خارج ساختن اکسیژن از محیط باعث می شود که ذرات پاششی و سطح زیرلایه در طی پاشش اکسید نشده و رسوب چگال با پیوند عالی بدست آید.جت پلاسما در اینجا طویل تر از روش پاشش در هوا بوده و قطعه کار به دماهای بیشتر می رسد.

مزایا و معایب این روش در ذیل اشاره شده است:

1.       هزینه زیاد سرمایه گذاری،تجهیزات حجیم و ثابت.

2.       گرمای اعمالی زیاد به قطعه کار ممکن است سبب اعوجاج یا تغییرات متالورژیکی در زیر لایه شود.

3.       فرآیند،دستی نیست.

پاشش احتراقی سریع

این گروه از فرآیندها برای رسیدن به چگالی بالاتر در پوشش و چسبندگی بیشتر به زیر لایه طراحی شده و میتواند از مواد پوشش پودری شکل، از نوع جوش پذیر و غیر جوش پذیر، بکار رود.

چگالی و چسبندگی پوشش به عواملی نظیر دما و سرعت ذرات پاششی در حین برخورد با قطعه کار بستگی دارد.مقادیر بالاتر این عوامل با استفاده از تفنگهای پاشش حرارتی با طراحی خاص،نسبت به فرآیندهای معمولی قوسی و گازی قابل دستیابی است.

پوشش دهی انفجاری

در ناحیه‎ای مشابه لوله تفنگ،ماده پودری پوشش و مخلوط گاز اکسی استیلن وارد شده سپس توسط جرقه ناشی از تخلیه الکتریکی آتش گرفته و مخلوط منفجر می شود و پودر در حالی که دما و سرعت بالایی دارد از لوله پرتاب می گردد، برای بدست آمدن مداوم رسوب، چرخه عملیات تکرار می شود، با توجه به ایجاد سر و صدا توسط این فرآیند، عملیات در یک محفظه ضد صدا و بصورت کاملا خودکار انجام می شود. از کاربردهای این روش می‎توان به حفاظت قطعات موتور توربین گازی در برابر انواع مختلف سایش در دمای بالا و قطعات ماشینهای نساجی، غلتکهای صنایع فولاد، کاغذ، پلاستیک، ابزارهای برش، یاتاقانها و سایر قطعات برای صنعت نیروگاههای هسته ای اشاره کرد.

مزایای این روش عبارتند از:

1. رسوب با چگالی بسیار بالا

2. چسبندگی زیاد رسوب

3. عدم نیاز به آماده سازی سطح توسط ساچمه زنی

4. گرمای اعمالی کم به قطعه کار

5. فرآیند کنترل شده و کاملا خودکار

فرآیند Jet Kote

در این فرآیند از احتراق مداوم اکسیژن و سوختهای گازی برای شتاب دادن و پرتاپ مواد پودری پوشش روی سطح قطعه کار در سرعت بالا برای تشکیل پوشش های چگال با استحکام چسبندگی بالا استفاده می شود. تمامی مواد مستقیما برای پوشش زیر لایه بکار می رود و هیچگونه لایه اتصالی نیاز نیست.این فرآیند میتواند بطور دستی یا کنترل شده و خودکار انجام شود و کنترل جریان گاز بصورت معمولی یا جرمی صورت گیرد، بنابراین هم عملیات در محل و هم ثابت امکان پذیر است.

فرآیند رسوب دهی برای مواد شامل تنگستن و کرم، و برای آلیاژها شامل فولاد زنگ نزن و پایه کبالت و نیکل بکار می رود.از کاربردهای این فرآیند میتوان به صنایع نساجی، شیمیایی، شیرآلات خطوط لوله، نیروگاه و هواپیمایی اشاره کرد. از مزایای این روش می‎توان به موارد زیر اشاره داشت:

1.       رسوب چگال و چسبنده به قطعه کار

2.       گرمای اعمالی کم به قطعه کار

3.       به فاصله تفنگ-قطعه کار حساس نیست

4.       قابلیت عملیات دستی و خودکار

سیستم جت الماس

در سیستم جت الماس از جریان کنترل شده اکسیژن و سوخت گازی(معمولا پروپیلن یا هیدروژن) همراه با هوای فشرده برای شتاب دهی مواد مذاب از تفنگ و برخورد سریع با قطعه کار استفاده می شود.این فرآیند برای تولیدپوششهایی با کیفیت بالا در فلزات، کاربیدها و مواد مخصوص نظیر رسوبهای مقاوم به سایش برای موتورهای توربین گازی استفاده کرد. این فرآیند بصورت دستی، خودکار و کنترل رایانه ای برای نیازهای مختلف صنعتی قابل انجام است. از جمله مزایای این روش می‎توان به موارد ذیل اشاره کرد:

1.       پوشش چگال با استحکام پیوند بالا

2.       پوششهای ضخیم کم تنش غیر وابسته به سختی پوشش

3.       قابل دسترس بودن مشعلهایی برای پاشش سطوح تا قطر 10میلیمتر

4.       عملیات و تعمیر و نگهداری راحت و ساده

فرایند CDS

در فرآیند انفجاری مداوم (continuous detonation process) از اکسیژن و سوخت گازی پروپان یا پروپیلن استفاده می شود.این فرآیند طراحی شده تا بتوان پوششهای چگال چسبنده با مقاومت سایشی عالی را با استفاده از موادی نظیر کاربید تنگستن/کبالت، کاربید کرم/نیکل کرم، اینکونل و پودرهای سرامیکی بدست آورد. مزایای این روش عبارت است از:

1.       قابلیت تکرار زیاد مقادیر تنظیم شده برای پاشش

2.       سیستم تغذیه پودر بصورت تکی با دوتایی

3.       محدوده وسیع کنترل سرعت

4.       پوششهای چگال با چسبندگی زیاد به زیر لایه

فرآیندهای پاشش حرارتی محدوده وسیعی از امکانات برای کاربرد پوششها، از جمله مقاومت سایشی، خوردگی، اکسایشی و گرمایی بالایی،ایجاد کرده و همچنین می‎توان برای عایقهای حرارتی و الکتریکی نیز استفاده کرد.تهیه پوششهای پایدار به عوامل زیر بستگی دارد:

1.       انتخاب صحیح مواد پوشش

2.       استفاده از روشهای صحیح پوشش دهی

3.       آماده سازی مناسب سطح

4.       پارامترهای صحیح عملیات

5.       خودکار کردن فرآیند

6.       کنترل دقیق کیفیت مواد مصرفی پودر

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

استن گرینچر، مسعود بینش، تکنیکهای پوشش دادن طراحی و کاربرد، چاپ اول، 1384

Thermal Spray Materials Guide,SulzerMetco, May 2012

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

پاشش حرارتی از دید wikipedia.org

Thermal spraying techniques are coating processes in which melted (or heated) materials are sprayed onto a surface. The "feedstock" (coating precursor) is heated by electrical (plasma or arc) or chemical means (combustion flame).Thermal spraying can provide thick coatings (approx. thickness range is 20 micrometers to several mm, depending on the process and feedstock), over a large area at high deposition rate as compared to other coating processes such as electroplating, physical and chemical vapor deposition. Coating materials available for thermal spraying include metals, alloys, ceramics, plastics and composites. They are fed in powder or wire form, heated to a molten or semimolten state and ....more

فرایند پاشش حرارتی
thermal spray
تعریف پاشش حرارتی
فرآیند پاشش حرارتی
فرایند پاشش حرارتی
برچسب ها: خوردگی و مهندسی سطحپاشش حرارتیپوشش دهی
نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیست و یکمین دوره
عنوان : نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیس ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان :نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره شهر : تهران ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره ...بیشتر
نمایشگاه های سال 1401
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان شرکت پاکمن بنا به ارزیابی های انجام ش ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر تهران 1401 نوزدهمین دوره
عنوان: نوزدهمین نمایشگاه صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر شهر: ...بیشتر
برندینگ شرکت پاکمن
درباره گروه تاسیساتی شرکت پاکمن شرکت پاکمن در سال 1354تاسیس شد و در ادامه فعا ...بیشتر
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه ...بیشتر
نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره-شهریور 1400
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره شهر ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400
عنوان: بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400 شهر: تهران ...بیشتر
تقویم نمایشگاهی 1400
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر