Всё для надежной сварки
Печатная версия материала с сайта svarkainfo.ru - портала о сварке. При использовании материалов с сайта, пожалуйста, всегда указывайте источник или гиперссылку.
показать меню

Главная / Библиотека / Наш блог (статьи) / Передовое оборудование для газотермического напыления

Наш блог (статьи)

Передовое оборудование для газотермического напыления

AC-HVAF это процесс порошкового высокоскоростного газотермического напыления, в котором используется энергия сгорания топливо-воздушной смеси. Процесс позволяет наносить высококачественные покрытия из металлов, сплавов, металлокерамики и боридов на металлические поверхности. AC-HVAF оборудование включает систему управления...

C целью разработки передового оборудования для газотермического напыления Изобретатель AC-HVAF процесса (Activated High Velocity Air-Fuel spraying process, российский аналог этого термина сверхзвуковое газовоздушное напыление, СГВ-процесс), президент, технический лидер известной фирмы Uniquecoat Technologies в 2006 году основал новую компанию Solid Spray Technologies, где и продолжает развивать направление по высокоскоростному напылению нерасплавленных частиц. Solid Spray Technologies, LLC является разработчиком и производителем современного оборудования для газотермического напыления, и расположена в Ойлвилле, Виржиния, США. Основываясь на десятилетиях опыта в этой области, компания превратилась в №1 поставщика AC-HVAF оборудования в мире.

AC-HVAF система была создана для нанесения всех стандартных HVOF материалов с более высоким качеством и производительностью, в то же время устраняя трудности связанные с внедрением HVOF систем, такие как потребление большого количества кислорода, водяное охлаждение и т.д.

AC-HVAF системы нашли свое применение в США, Японии, Канаде, Австралии, Китае, Финляндии, Бельгии, России, Новой Зеландии, Южной Корее. Потребители этой продукции указывают на большую эффективность этого оборудования в сравнении с базовыми HVOF системами, такими как K2 (GTV), JP8000 (Praxair), DJ2700/2700 (Sulzer-Metco). AC-HVAF cистемы завоевали репутацию за счет исключительного качества покрытий, простоты управления и технического обслуживании, надежности и очень высокой производительности.

Компания производит и продает также оборудование для электродуговой металлизации, высокоскоростной электродуговой металлизации, питатели порошкового материала, порошки широкой номенклатуры, а также вспомогательное оборудование.

Компания производит, устанавливает у заказчика и сдает “под ключ” камеры для напыления, включающие все, что необходимо для процесса напыления, а именно: шумо- и пылеизолирующие комнаты, роботы, AC-HVAF системы, механизмы для вращения деталей, вентиляционные и пылеулавливающие системы, воздушные компрессоры, вспомогательное оборудование для подачи пропана высокого давления и т.д.

Краткое описание AC-HVAF процесса

AC-HVAF это процесс порошкового высокоскоростного газотермического напыления, в котором используется энергия сгорания топливо-воздушной смеси. Процесс позволяет наносить высококачественные покрытия из металлов, сплавов, металлокерамики и боридов на металлические поверхности.

Материал покрытия в форме сплава или композитного порошка подается в устройство для его нагрева и ускорения. Смесь горючего газа (пропана, пропан-бутана, пропилена, природного газа) сжигается в каталитической камере сгорания пистолета генерируя высокоскоростную струю продуктов сгорания. Напыляемый порошок нагревается в камере сгорания и ускоряется в струе, формируя покрытие при ударе частиц о подложку.

Поскольку температура сгорания топливо-воздушных смесей гораздо ниже, чем топливо-кислородных смесей, становится возможным точно нагревать напыляемый порошок до нужной температуры, желательно несколько градусов ниже точки плавления материала, формируя покрытие из частиц находящихся в пластичном состоянии. AC-HVAF пистолет ускоряет частицы порошка до очень высоких скоростей порядка 700-800 м/с. Это важно для получения высокоплотных покрытий с высокой прочностью сцепления с материалом подложки.

Точное регулирование температуры частиц и поддержание ее ниже температуры плавления материала, а так же очень высокие скорости соударения частиц с подложкой, являются очень важными отличительными характеристиками AC-HVAF процесса.

Особенности распыляющей струи AC-HVAF процесса

Хотя ускоряющая струя AC-HVAF процесса во многом напоминает струю HP-HVOF пистолета, между ними существуют существенные различия, создающие уникальность AC-HVAF процесса. Это во-первых размер струи и, во-вторых ее относительно низкая температура. AC-HVAF пистолет генерирует струю имеющую диаметр более 16 мм и длину более 250 мм, что гораздо больше дистанции напыления, которая обычно составляет 125-180 мм. Несмотря на большие размеры струи, нагрев подложки обычно незначителен, так как топливо полностью сгорает в каталитической камере и в самой струе горения уже практически нет.

Диаметр потока напыляемых частиц обычно составляет 3-5 мм. Учитывая размеры самой струи, это означает, что все частицы нагретого порошка до момента соударения с подложкой находятся в восстановительной атмосфере, то есть происходит минимальное окисление напыляемого материала. По этому показателю процесс очень близок к процессу холодного напыления. Малый диаметр порошковой струи позволяет эффективно напылять детали малого размера. В тоже время использование робота является необходимостью для получения равномерного покрытия.

Преимущества AC-HVAF процесса перед HVOF и другими процессами

Остаточные напряжения

Напыление высокоскоростными пластичными частицами вместо расплавленных ведет к образованию напряжений сжатия в покрытии, или существенному снижению напряжений растяжения.

Уменьшение окисления частиц в покрытии

Низкая температура струи AC-HVAF процесса позволяет избежать перегрева частиц характерного для HVOF, плазменного, дугового и детонационного процессов. Поскольку плавления частиц не происходит, окисление последних в полете на порядок ниже по сравнению с расплавленными частицами при HVOF. По той же причине существенно снижается декарбюризация при напылении карбидо-вольфрамового порошка.

Постоянство свойств покрытий

Ускоренные до высокой скорости частицы обладая дробеструйным эффектом, удаляют частицы плохо сцепленные с подложкой, устраняя источник возможных дефектов в покрытии.

AC-HVAF оборудование

AC-HVAF оборудование, производимое Solid Spray Technologies, LLC, включает систему управления с пистолетом PHAU-M2, питатель порошкового материала PFU-100, все необходимые контрольные кабеля и шланги, а также вспомогательное оборудование, такое как испаритель пропана, тепловые одеяла (если необходимо). Система исключительно надежна и проста в управлении, и может наносить все HVOF порошковые материалы. По качеству наносимого покрытия, коэффициенту использования материала и производительности она превосходит как лидирующие HVOF системы, такие как JP8000 (Praxair), DJ2600/2700 (Metco), так и менее популярные как K2 (GTV), а также аналогичное HVAF оборудование других компаний, недавно появившееся на рынке.

Основные преимущества

Исключительное качество покрытия

PHAU-M2 наносит высококачественные покрытия с очень низкой пористостью и высокой прочностью сцепления из всех металлических и металлокерамических порошков имеющихся на рынке.

Простота исспользования

Установка очень проста в работе. Оператор загружает порошок в питатель, устанавливает (или загружает сохраненные) параметры на touch-screen, и нажимает кнопку старт. Запуск пистолета и контроль параметров напыления происходит автоматически.

Уникальная надежность

Простая и проверенная временем кострукция пистолета с использованием наилучших материалов, наилучшие компоненты и электроника в контрольной системе – все это обеспечивает простоту и надежность в эксплуатации. AC-HVAF технология напыления твердыми частицами полностью устраняет залипание сопла, что не требует остановки процесса в течение многих часов. Это вместе с ‘прощающей ошибки” оператора конструкцией пистолета и надежным программным обеспечением, резко снижает потребность в запасных частях.

Лидер в производительности и низкой себестоимости напыления

PHAU-M2 система по производительности напыления не имеет себе равных. Способная напылять до 30 кг/час порошкового материала без остановки в течение многих часов, одна система способна напылять до 260 тонн карбида вольфрама в год. Однако для большинства применений типичная производительность составляет 10-20 кг/час.

Высокая производительность напыления, использование воздуха вместо кислорода и низкое потребление запасных частей ведет к очень низкой себестоимости напыления деталей.

PHAU-M2 пистолет для напыления

Пистолет PHAU-M2 имеет простую, надежную и проверенную временем кострукцию. Пистолет работает на пропане (пропан-бутане, пропилене, МАФ-газе, природном газе) и сжатом воздухе. Пистолет может напылять металлы, металлические сплавы и металло-керамические порошки. Патентованная камера сгорания делает процесс горения делает процесс стабильным и дает возможномть эффективно передавать энергию выделенную при горении частицам напыляемого материала.

Технические характеристики:

  • Расход воздуха - 7м3/мин
  • Раход пропана - 0.5м3/мин
  • Расход водорода (если используется) -20-25 л/мин
  • Давление водуха минимальное 7 бар
  • Давление пропана минимальное - 7 бар
  • Производительность по металлам - до 25 кг/час
  • ПРоизводительность по карбидам - до 30 кг/час
  • КИМ для карбидов (-30+5мкм Sultzer Metco powder) - до 72%
  • КИМ для металлов (-45+10мкм) - 70-85%
  • Вес пистолета - около 3 кг

Особенности пистолета:

  • Высокое качество покрытий
  • Скорость частиц 700-800 м/с
  • Осевой ввод порошка в камеру сгорания
  • Воздушное охлаждение при ПВ 100%
  • Мгновенный старт/стоп
  • Незалипающиеся частицами порошка сопла
  • Набор сопел для разных материалов
  • Низкий расход запасных частей
  • Простая и надежная конструкция

Контрольная система пистолета PHAU-M2

Контрольная система пистолета использует всю мощь современной “умной” промышленной электроники. Система обеспечивает полный автоматический контроль работы пистолета, имеет модульную конструкцию, упрощающую ослуживание. Весь контроль работой установки производится через touch-screen интерфэйс. Система сконструирована согласно директивам безопасности ATEX Европейского сообщества, предъявляемым к подобным системам.

Порошковый питатель PFU-100

Питатель PFU-100 сконструирован для тяжелых условий промышленного производства. Питатель имеет большой объем канистры и обеспечивает большую подачу порошка необходимую для полного использования возможностей PHAU-M2 пистолета. Питатель может также использоваться в других процессах газотермического напыления: плазменном, HVOF, холодном и газопламенном напылении. Питатель не имеет пластиковых изнашивающихся уплотнений, что делает его весьма надежным, он может работать годы без необходимости в запасных частях и обслуживании.

Особенности порошкового питателя:

  • Стабильная, безпульсационная подача порошкового материала
  • Отсутствие пластиковых уплотнений движущихся частей
  • Большой (10 л) объем канистры
  • Точный контроль подачи порошка
  • Производительность до 45 кг/час
  • Максимальное давление в канистре до 35 Бар
  • Местный и дистанционный (от системы управления пистолетом) контроль
  • Тепловое одеяло
  • Простота в обслуживании и легкость чистки для замены порошка

Камеры для напыления

Исторически камеры для напыления испльзовались для предохранения цеха от интенсивного шума, пыли, паров напыляемого материала, и ультрафиолетового излучения, гернерируемых в процессе работы газотермического оборудования. За прошедшее десятилетие внедрение роботов привело к расширению роли камер для напыления в качестве барьера для предохранения оператора от возможных травм от удара движущимися частями робота. Наиболее современные камеры для напыления сейчас конструируются для защиты оператора от самых разнообразных опасностей, связанных с процессом напыления. Полностью автоматизированные камеры для напыления, которые не требуют присутствия оператора в непосредственной близости к рабочей зоне, все чаще становятся повседневной реальностью, и во многих случаях являются обязательными.

Solid Spray Technologies поставляет “под ключ” полностью оснащенные камеры для напыления, включая роботы, вентиляционно-очистительные системы, воздушные компрессоры, испарители пропана и другое вспомогательное оборудование. Имеются в наличии самые различные конфигурации камер в соответствии с требованиями заказчиков. Поставляются также отдельные компоненты, как новые, так и бывшие в употреблении, которые могут значительно снизить затраты на весь комплект оборудования.

Автор: Коробов Юрий Станиславович
Все документы автора