Stříkání kovů: přehled typů zpracování a zařízení

Mluvíme o nástřiku kovů: vlastnosti a účel technologie. Moderní způsoby. Aplikovaná zařízení a přístroje. Vlastnosti iontově-plazmového a plazmového nástřiku. Laserové, vakuové a práškové stříkání.

Depozice kovů v magnetronových instalacích

Stříkání kovu je technologie pro změnu struktury povrchu výrobku za účelem získání určitých kvalit zvyšujících výkon. Zpracování se provádí nanesením homogenní kovové vrstvy na součást nebo mechanismus. Jako spotřební materiál se používají speciální práškové kompozice, které jsou podrobeny tepelnému zpracování a poskytují jim výrazné zrychlení. Při dopadu kontaktu s povrchem se částice ukládají na rovinu.

Technologie se objevila na počátku XNUMX. století jako alternativa k tradičním metodám povrchové úpravy kovů. Jak byly studovány a vyvíjeny metody nástřiku kovových výrobků, vzniklo samostatné odvětví – prášková metalurgie. Jedná se o technologii získávání prášků pro výrobu různých produktů z nich.

V moderním průmyslu je nástřik kovů považován za jednu z nejekonomičtějších metod zpracování. Technologie umožňuje oproti hromadnému legování získat požadované výkonnostní vlastnosti povrchu s nižšími náklady.

Podstata a účel nástřiku kovů

Aplikace ochranných nátěrů na kov je nezbytná v mnoha průmyslových odvětvích. Účelem stříkání produktů je zvýšit základní provozní zdroj obrobku. Ochranná vrstva poskytuje spolehlivou ochranu proti následujícím škodlivým faktorům:

  • vystavení agresivnímu prostředí;
  • vibrace a střídavé zatížení;
  • tepelný dopad.

Složení vícesložkového prášku se volí na základě požadovaného výkonu.

Použití několika složek zvyšuje riziko získání nejednotného povlaku v důsledku delaminace ochranné vrstvy. K vyřešení tohoto problému se používají speciální materiály typu lana, kde je prášek fixován plastovým pojivem.

Během procesu naprašování je proud částic směrován na kovový povrch. Při interakci s povrchem se stříkané prvky deformují, což zajišťuje spolehlivý kontakt s výrobkem. Kvalita přilnavosti k obrobku závisí na povaze interakce částic s podkladem a také na postupu krystalizace ochranné vrstvy.

Stříkací metody, použité zařízení

Na úsvitu rozvoje technologie bylo zpracování produktů prováděno pomocí hořákové trysky a klasického kompresoru, který zajišťoval ohřev spotřebního materiálu a vysokorychlostní přenos na deponovaný povrch. Jak technologie pokročila, byly vyvinuty nové metody pro získání ochranného povlaku. Další fází vývoje bylo použití zařízení s elektrickým obloukem. Konstrukce takového drátěného metalizátoru byla vyvinuta v roce 1918.

Existují dva typy procesu stříkání:

  1. Dynamický plyn. Zpracování se provádí nejmenšími částicemi, jejichž velikost nepřesahuje 150 mikronů.
  2. Vakuum. Postup se provádí za sníženého tlaku. K vytvoření ochranné vrstvy dochází v procesu kondenzace stříkaného materiálu na základním povrchu.

Zvažte hlavní metody zpracování a vlastnosti zařízení používaného pro stříkání.

Naprašování v magnetronových instalacích

Technologie magnetronové vakuové metalizace je založena na působení výboje diodového plynu ve zkřížených polích. Při provozu zařízení se v plazmě doutnavého náboje tvoří ionty plynu, které působí na rozstřikovanou látku. Hlavní prvky magnetronového systému jsou:

  • anoda;
  • katoda;
  • magnetický uzel.

Depozice kovů v magnetronových instalacích

Funkce posledního prvku je lokalizovat plazma na bázi stříkané látky – katodě. Každý magnetický systém se skládá z centrálních a periferních permanentních magnetů. Na katodu je přivedeno konstantní napětí ze zdroje energie. Při působení proudu se terč rozpráší za předpokladu, že náboj je během celé procedury stabilně vysoký.

Výhody magnetronové metody:

  • vysoký výkon;
  • přesnost chemického složení vysrážené látky;
  • jednotnost pokrytí;
  • žádný tepelný dopad na obrobek;
  • možnost použití jakýchkoliv kovů a polovodičových materiálů.
READ
Odrůdy balení poxypolu

Pomocí instalací se získávají tenké ochranné fólie ve speciálním plynovém prostředí. Deponovaným materiálem mohou být kovy, polovodiče nebo dielektrika. Rychlost tvorby vrstvy závisí na aktuální síle a tlaku pracovního plynu.

Iontový plazmový nástřik

Jedna z odrůd vakuového nanášení kovu na povrch. Metoda je dalším stupněm vývoje technologie tepelného nanášení, která je založena na ohřevu surovin na bod varu s jejich další kondenzací na polotovarech.

Struktura základního schématu zařízení pro výsadbu iontového plazmatu zahrnuje následující prvky:

  • anoda;
  • terčová katoda;
  • tepelná katoda;
  • Fotoaparát;
  • prázdný.

Algoritmus akce instalace:

  1. V komoře se vytvoří snížený tlak.
  2. Proud je přiváděn do tepelné katody, která je pomocným zdrojem elektronů.
  3. V důsledku zahřívání dochází k termionické emisi.
  4. Do komory se přivádí inertní plyn. Argon je nejoblíbenější.
  5. Mezi anodou a žhavou katodou vzniká napětí, které iniciuje tvorbu plazmového doutnavého náboje.
  6. Na katodu je aplikován silný náboj.
  7. Pozitivní ionty ovlivňují stříkaný cílový materiál.
  8. Naprašované atomy se ukládají na obrobek ve formě tenkého povlaku.

Ionto-plazmová depozice se používá jako dekorativní nebo ochranné povlaky, které se vyznačují vysokou hustotou a pevností a také absencí změn stereochemického složení.

Pro změnu barvy produktu se do technologického cyklu přidávají reaktivní plyny: kyslík, acetylén, dusík nebo oxid uhličitý.

Plazmový nástřik

  1. Pracovní teplota plazmatu může dosáhnout 6000 ºC. To přispívá k vysoké rychlosti usazování kompozice na povrchu. Doba trvání procesu je desetina sekundy.
  2. Je možné měnit strukturní složení povrchu obrobku. Spolu s horkou plazmou mohou jednotlivé chemické prvky difundovat do horních vrstev produktu.
  3. Plazmový paprsek se vyznačuje konstantním tlakem a teplotou. To má pozitivní vliv na kvalitu nástřiku.
  4. Díky krátké době zpracování není obrobek vystaven škodlivým povrchovým faktorům, jako je přehřívání nebo oxidace.

Jako zdroj energie pro tvorbu plazmatu se používá jiskrový, pulzní nebo obloukový výboj.

Laserová depozice

  • zvýšení pevnosti povrchové vrstvy;
  • obnovení geometrie produktu;
  • snížení koeficientu tření;
  • ochrana proti korozním procesům.

Na rozdíl od jiných metod metalizace je zdrojem tepla energie laserového záření. Vysoká přesnost ostření umožňuje dosáhnout koncentrace energie přesně v oblasti práce. To snižuje tepelný dopad na obrobek, což zabraňuje změně geometrie produktu a umožňuje stříkat téměř jakýkoli materiál.

Díky vysoké rychlosti ochlazování se v povrchové vrstvě kovu vytvářejí struktury s vysokou tvrdostí, což zvyšuje výkon součásti.

Vakuové potahování

Vakuové nanášení kovů je efektivní a všestranná metoda povrchové metalizace. Touto metodou lze zpracovat téměř jakýkoli produkt. Během technologického cyklu dochází v materiálu k řadě transformací:

  • vypařování;
  • kondenzace;
  • adsorpce;
  • krystalizace.

Produktivita procesu závisí na mnoha faktorech: struktuře obrobku, typu nanášeného materiálu, průtoku nabitých částic a mnoha dalších.

Vakuové instalace se liší principem fungování. Existuje průběžné, poloprůběžné i periodické zařízení.

Práškové lakování

Práškové lakování kovů s polymerními materiály je nejúčinnějším způsobem, jak získat vysoce kvalitní povlak s dekorativními nebo ochrannými vlastnostmi.

Sprejový prášek je směsí kaučuku a barevného pigmentu. Nanáší se na povrch speciální elektrostatickou pistolí. V tomto případě prášek získává náboj, což přispívá k efektivnímu spojení s obrobkem.

Pro získání vysoce kvalitního nátěru je nutné povrch pečlivě připravit. Podstatou postupu je očištění obrobku od znečištění a stop koroze s následným odmaštěním.

Pro použití technologie v průmyslovém měřítku se používají speciální lakovací linky s automatickým nebo ručním ovládáním.

READ
Přehoz s bambulí: přikrývky s pomlázkou, přikrývky s pomlázkami po okrajích a pletené vzory pomlázky

Nástřik kovů je jednou z nejúčinnějších technologií povrchové úpravy. Zpracování umožňuje získat povlak s dekorativními nebo ochrannými vlastnostmi, které zvyšují výkonnostní vlastnosti produktu. Co si myslíte o této technologii? Která metoda je podle vás nejslibnější? Napište svůj názor do bloku komentářů.

Stříkání kovu je technologie pro změnu struktury povrchu výrobku za účelem získání určitých kvalit zvyšujících výkon. Zpracování se provádí nanesením homogenní kovové vrstvy na součást nebo mechanismus. Jako spotřební materiál se používají speciální práškové kompozice, které jsou podrobeny tepelnému zpracování a poskytují jim výrazné zrychlení. Při dopadu kontaktu s povrchem se částice ukládají na rovinu.

Technologie se objevila na počátku XNUMX. století jako alternativa k tradičním metodám povrchové úpravy kovů. Jak byly studovány a vyvíjeny metody nástřiku kovových výrobků, vzniklo samostatné odvětví – prášková metalurgie. Jedná se o technologii získávání prášků pro výrobu různých produktů z nich.

V moderním průmyslu je nástřik kovů považován za jednu z nejekonomičtějších metod zpracování. Technologie umožňuje oproti hromadnému legování získat požadované výkonnostní vlastnosti povrchu s nižšími náklady.

Podstata a účel nástřiku kovů

Aplikace ochranných nátěrů na kov je nezbytná v mnoha průmyslových odvětvích. Účelem stříkání produktů je zvýšit základní provozní zdroj obrobku. Ochranná vrstva poskytuje spolehlivou ochranu proti následujícím škodlivým faktorům:

  • vystavení agresivnímu prostředí;
  • vibrace a střídavé zatížení;
  • tepelný dopad.

Složení vícesložkového prášku se volí na základě požadovaného výkonu.

Použití několika složek zvyšuje riziko získání nejednotného povlaku v důsledku delaminace ochranné vrstvy. K vyřešení tohoto problému se používají speciální materiály typu lana, kde je prášek fixován plastovým pojivem.

Během procesu naprašování je proud částic směrován na kovový povrch. Při interakci s povrchem se stříkané prvky deformují, což zajišťuje spolehlivý kontakt s výrobkem. Kvalita přilnavosti k obrobku závisí na povaze interakce částic s podkladem a také na postupu krystalizace ochranné vrstvy.

Stříkací metody, použité zařízení

Na úsvitu rozvoje technologie bylo zpracování produktů prováděno pomocí hořákové trysky a klasického kompresoru, který zajišťoval ohřev spotřebního materiálu a vysokorychlostní přenos na deponovaný povrch. Jak technologie pokročila, byly vyvinuty nové metody pro získání ochranného povlaku. Další fází vývoje bylo použití zařízení s elektrickým obloukem. Konstrukce takového drátěného metalizátoru byla vyvinuta v roce 1918.
Existují dva typy procesu stříkání:

  1. Dynamický plyn. Zpracování se provádí nejmenšími částicemi, jejichž velikost nepřesahuje 150 mikronů.
  2. Vakuum. Postup se provádí za sníženého tlaku. K vytvoření ochranné vrstvy dochází v procesu kondenzace stříkaného materiálu na základním povrchu.

Zvažte hlavní metody zpracování a vlastnosti zařízení používaného pro stříkání.

Naprašování v magnetronových instalacích

Technologie magnetronové vakuové metalizace je založena na působení výboje diodového plynu ve zkřížených polích. Při provozu zařízení se v plazmě doutnavého náboje tvoří ionty plynu, které působí na rozstřikovanou látku. Hlavní prvky magnetronového systému jsou:

  • anoda;
  • katoda;
  • magnetický uzel.
READ
Erpací stanice studní: jak si vybrat?

Funkce posledního prvku je lokalizovat plazma na bázi stříkané látky – katodě. Každý magnetický systém se skládá z centrálních a periferních permanentních magnetů. Na katodu je přivedeno konstantní napětí ze zdroje energie. Při působení proudu se terč rozpráší za předpokladu, že náboj je během celé procedury stabilně vysoký.
Výhody magnetronové metody:

  • vysoký výkon;
  • přesnost chemického složení vysrážené látky;
  • jednotnost pokrytí;
  • žádný tepelný dopad na obrobek;
  • možnost použití jakýchkoliv kovů a polovodičových materiálů.

Pomocí instalací se získávají tenké ochranné fólie ve speciálním plynovém prostředí. Deponovaným materiálem mohou být kovy, polovodiče nebo dielektrika. Rychlost tvorby vrstvy závisí na aktuální síle a tlaku pracovního plynu.

Iontový plazmový nástřik

Jedna z odrůd vakuového nanášení kovu na povrch. Metoda je dalším stupněm vývoje technologie tepelného nanášení, která je založena na ohřevu surovin na bod varu s jejich další kondenzací na polotovarech.
Struktura základního schématu zařízení pro výsadbu iontového plazmatu zahrnuje následující prvky:

  • anoda;
  • terčová katoda;
  • tepelná katoda;
  • Fotoaparát;
  • prázdný.

Algoritmus akce instalace:

  1. V komoře se vytvoří snížený tlak.
  2. Proud je přiváděn do tepelné katody, která je pomocným zdrojem elektronů.
  3. V důsledku zahřívání dochází k termionické emisi.
  4. Do komory se přivádí inertní plyn. Argon je nejoblíbenější.
  5. Mezi anodou a žhavou katodou vzniká napětí, které iniciuje tvorbu plazmového doutnavého náboje.
  6. Na katodu je aplikován silný náboj.
  7. Pozitivní ionty ovlivňují stříkaný cílový materiál.
  8. Naprašované atomy se ukládají na obrobek ve formě tenkého povlaku.

Ionto-plazmová depozice se používá jako dekorativní nebo ochranné povlaky, které se vyznačují vysokou hustotou a pevností a také absencí změn stereochemického složení.

Pro změnu barvy produktu se do technologického cyklu přidávají reaktivní plyny: kyslík, acetylén, dusík nebo oxid uhličitý.

Plazmový nástřik

Jednou z nejúčinnějších je metoda difúzní metalizace. Vlastnosti technologického procesu:

  1. Pracovní teplota plazmatu může dosáhnout 6000 ºC. To přispívá k vysoké rychlosti usazování kompozice na povrchu. Doba trvání procesu je desetina sekundy.
  2. Je možné měnit strukturní složení povrchu obrobku. Spolu s horkou plazmou mohou jednotlivé chemické prvky difundovat do horních vrstev produktu.
  3. Plazmový paprsek se vyznačuje konstantním tlakem a teplotou. To má pozitivní vliv na kvalitu nástřiku.
  4. Díky krátké době zpracování není obrobek vystaven škodlivým povrchovým faktorům, jako je přehřívání nebo oxidace.

Jako zdroj energie pro tvorbu plazmatu se používá jiskrový, pulzní nebo obloukový výboj.

Laserová depozice

Nanášení kovů laserem se používá k dosažení následujících cílů:

  • zvýšení pevnosti povrchové vrstvy;
  • obnovení geometrie produktu;
  • snížení koeficientu tření;
  • ochrana proti korozním procesům.

Na rozdíl od jiných metod metalizace je zdrojem tepla energie laserového záření. Vysoká přesnost ostření umožňuje dosáhnout koncentrace energie přesně v oblasti práce. To snižuje tepelný dopad na obrobek, což zabraňuje změně geometrie produktu a umožňuje stříkat téměř jakýkoli materiál.

Díky vysoké rychlosti ochlazování se v povrchové vrstvě kovu vytvářejí struktury s vysokou tvrdostí, což zvyšuje výkon součásti.

Vakuové potahování

Vakuové nanášení kovů je efektivní a všestranná metoda povrchové metalizace. Touto metodou lze zpracovat téměř jakýkoli produkt. Během technologického cyklu dochází v materiálu k řadě transformací:

  • vypařování;
  • kondenzace;
  • adsorpce;
  • krystalizace.
READ
Rozměry myčky: volně stojící, kompaktní a vestavné modely

Produktivita procesu závisí na mnoha faktorech: struktuře obrobku, typu nanášeného materiálu, průtoku nabitých částic a mnoha dalších.

Vakuové instalace se liší principem fungování. Existuje průběžné, poloprůběžné i periodické zařízení.

Výhody axiálního vstupu prášku

Axiální vstřikování prášku je kvantový skok v technologii plazmového stříkání. Jde zde nejen o to, že při axiálním vstupu se výrazně snižují ztráty prášku, ale také o to, že se otevírá možnost nástřiku zcela jiných práškových materiálů, které jsou nevhodné pro radiální vstup. Protože je tento aspekt pro pochopení následujících oddílů zásadně důležitý, budeme se mu věnovat podrobněji.

Co se tedy stane, když je prášek radiálně zaveden do proudu plamene na výstupu z trysky? Uvádíme nevýhody takového vstupu:

  1. Pro radiální vstřikování jsou vhodné pouze velmi úzkozrnné prášky, u kterých je nutné přesně volit tlak nosného plynu. Co to znamená?: Pokud je tlak nosného plynu nedostatečný, částice prášku budou „odskakovat“ od proudu plamene, pokud je tlak nosného plynu příliš vysoký, „prostřelí“ tento plamen; pokud se prášek skládá z částic různých velikostí, pak v zásadě nelze zvolit „správný“ tlak nosného plynu: nejmenší částice vždy „odskočí“ a ty největší vždy „prostřelí“, tzn. , žádná z těch částic v nastříkaném povlaku nebude, ale budou tam jen nějaké “průměrné” částice. Obzvláště obtížné je zavádět jemnozrnné prášky kvůli jejich zvýšené disperzi nosným plynem (typický oblak prachu kolem plamene).
  2. Při radiálním zavádění prášku nelze ze stejného důvodu použít v práškové směsi nejen částice různé velikosti, ale ani různé hustoty (různé hmotnosti): těžší částice prolétají plamenem snadněji než lehčí. Pokus o použití komplexních práškových směsí tedy povede ke zkreslení nátěrové kompozice ve srovnání se složením práškové směsi.
  3. Zvýšení rychlosti plazmotvorných plynů komplikuje radiální vstřikování prášku, protože rozsahy požadovaných tlaků nosného plynu a distribuce velikosti částic se dále zužují. V praxi to znamená následující: čím vyšší je rychlost plamene, tím nižší je účinnost rozprašování při radiálním vstřikování prášku. Za žádných okolností není možné vložit všechen prášek do plamene bez ztráty.
  4. Umístění práškových trysek v blízkosti horké zóny plamene způsobuje jejich zahřívání, které je kompenzováno pouze chlazením plynem nesoucím prášek. Pokud rychlost chladicího plynu nestačí pro chlazení, částice prášku se mohou přilepit na okraje otvoru trysky a vytvořit prověšení. Přilnavé kusy se periodicky oddělují od trysky, padají do plamene a způsobují charakteristickou vadu – “plivání”, což vede k tvorbě hrubých porézních vměstků v povlaku. Protože rychlost výtoku nosného plynu úzce souvisí s parametry plamene (viz bod 1), vyvstává problém: pro některé prášky prostě neexistují parametry, které by odstranily efekt „plivání“, zvláště pokud jsou tyto prášky tavitelné a/nebo jemné. -zrnitý.

Přechod na axiální vstřikování prášku vám umožní zcela se zbavit výše uvedených problémů:

  1. Tlak a rychlost nosného plynu již nejsou vázány na parametry plamene a prášku. Jedinou podmínkou je, že tlak nosného plynu musí být mírně vyšší než tlak plazmotvorného plynu v trysce v místě, kam je prášek zaváděn. Díky axiálnímu vstupu je jakýkoli prášek zcela zachycen plamenem.
  2. Vždy je možné zvolit takový tlak nosného plynu, při kterém nedojde k “vyplivnutí” spojenému s nalepením prášku na okraj otvoru práškové trysky.
  3. Je možné použít práškové směsi libovolné složitosti a frakčního složení. Částice různých velikostí získají různé rychlosti a teploty, ale všechny se nakonec budou podílet na tvorbě povlaku. Skutečnost, že malé částice se při axiálním zavedení do plazmového plamene zahřívají mnohem více než velké částice, otevírá nové možnosti pro konstrukci práškových směsí. Hlavní část této knihy je věnována tvorbě takovýchto polyfrakčních kompozic.
READ
Základní pravidla a metody pro aranžování nábytku

Autor měl velké štěstí, že řadu let měl k dispozici plazmový hořák Axial III s axiálním vstřikováním prášku. Pokud by tomu tak nebylo, bylo by vytvoření nových vícesložkových povlaků jednoduše nemožné.

Práškové lakování

Práškové lakování kovů s polymerními materiály je nejúčinnějším způsobem, jak získat vysoce kvalitní povlak s dekorativními nebo ochrannými vlastnostmi.
Sprejový prášek je směsí kaučuku a barevného pigmentu. Nanáší se na povrch speciální elektrostatickou pistolí. V tomto případě prášek získává náboj, což přispívá k efektivnímu spojení s obrobkem.

Pro získání vysoce kvalitního nátěru je nutné povrch pečlivě připravit. Podstatou postupu je očištění obrobku od znečištění a stop koroze s následným odmaštěním.

Pro použití technologie v průmyslovém měřítku se používají speciální lakovací linky s automatickým nebo ručním ovládáním.

Nástřik kovů je jednou z nejúčinnějších technologií povrchové úpravy. Zpracování umožňuje získat povlak s dekorativními nebo ochrannými vlastnostmi, které zvyšují výkonnostní vlastnosti produktu. Co si myslíte o této technologii? Která metoda je podle vás nejslibnější? Napište svůj názor do bloku komentářů.

Použité materiály a vybavení

Chemickou metalizaci, jak je uvedeno výše, lze provést vlastníma rukama a v domácí dílně. Zároveň se touto metodou zpracovávají výrobky, které jsou malé velikosti a jednoduchého tvaru, a to i bez použití speciálního zařízení. Pokud máte takové zařízení k dispozici, pak je možné nanést vrstvu kovu chemickou metodou i na celkové díly složité konfigurace.

Při provádění tohoto postupu na vlastní pěst byste měli být velmi opatrní, protože používá chemikálie, které jsou nebezpečné pro zdraví. Pokud správně připravíte zařízení a materiály pro chemickou metalizaci, pak můžete vlastníma rukama doma získat povlaky na různých výrobcích, jejichž kvalita se prakticky neliší od těch, které byly vytvořeny v továrně.

Reagencie pro chemickou metalizaci

Reagencie pro chemickou metalizaci

Souprava pro chemické pokovování by měla obsahovat činidla, která mají vlastnosti aktivátoru a redukčního činidla. K provedení tohoto postupu budete také potřebovat základní nátěr, který se nanáší na povrch, který má být ošetřen, a lak, který chrání hotový nátěr před negativním vlivem vnějších faktorů. Pro nanášení finálního laku byste měli zvolit materiál s vysokou tvrdostí a odolností proti opotřebení.

K obarvení nanesené kovové vrstvy v požadované barvě můžete použít speciální barvicí toner. Základní nátěr, který byl zmíněn výše, je nezbytný pro zlepšení přilnavosti nanesené kovové vrstvy k materiálu, ze kterého je obrobek vyroben. Výsledek svépomocné chemické metalizace nemusí být vždy kvalitní. Nanesený nátěr však lze odstranit pomocí speciálních čisticích roztoků.

Jednotka chemického pokovování je určena pro potahování jakýchkoli tvrdých povrchů.

Jednotka chemického pokovování je určena pro potahování jakýchkoli tvrdých povrchů.

Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: