Особенности и преимущества газопламенного напыления

Газопламенное напыление – метод нанесения специального покрытия на поверхность с целью получения дополнительных качеств. В качестве распыляемого материала используют металлические или полимерные порошки. Их нагревают до пластичного состояния с помощью пламени, которое формируется при сгорании смеси кислорода с пропаном или ацетиленом. Перенос на поверхность металла осуществляется с помощью сжатого воздуха.

Метод относится к категории газотермического напыления. По сравнению с другими способами металлизации он выгодно отличается высокой производительностью и низкой себестоимостью работ.

Общие сведения о методе газопламенного напыления

В основе метода лежит использование тепловой и кинетической энергии для повышения реставрационных, функциональных или декоративных характеристик изделия. Присадочный материал для выполнения работ выпускают в следующих формах:

• проволока;
• прутки;
• порошок.

Для каждого вида существует своя сфера применения. Например, для реставрации деталей машин и механизмов специалисты рекомендуют использовать порошки. В отличие от проволоки они позволяют менять состав покрытия, что способствует повышению качества напыляемого слоя.

Процедура обработки изделия состоит из следующих этапов:

1. Порошок подают в зону термической обработки. Он может поступать по каналам питателя или подаваться с внешней стороны горелки.
2. Под действием высокой температуры присадочный материал оплавляется, приобретая пластичные свойства.
3. Газ выполняет функции переноса состава на обрабатываемую поверхность. Летящие частицы перемещаются с большой скоростью – она может достигать 160 м/с.
4. Распыленный материал формирует защитный слой при взаимодействии с поверхностью.

Проволока или прутки подаются в зону термической обработки с помощью роликового механизма. Средняя величина сечения присадочного материала составляет 3 мм. При обработке больших площадей для повышения производительности допустимо использовать проволоку диаметром до 7 мм.

Существует и метод высокоскоростного газопламенного напыления, который отличается высокой скоростью подачи присадочного материала. Ввиду значительной отдачи исключена возможность обработки поверхности в ручном режиме. Все работы выполняют на автоматическом или роботизированном оборудовании.

Как было указано выше, температурная обработка осуществляется за счет тепловой энергии, которая образуется при сгорании горючего газа в кислородной среде. Наилучших результатов можно добиться при использовании ацетилена. Его температура горения варьируется в пределах 3100–3200 ºC. Для сравнения приведем аналогичные характеристики доступных заменителей:

Вид горючего газа	Теплота сгорания, кДж/м³	Температура пламени в кислородной среде, ºC	Расход кислорода, м³/ч
Ацетилен	52800	3100-3200	2,5
Водород	10060	2100–2500	0,5
Метан	33520	2000–2700	2,03
Пропан	87150	2400–2700	5,15
Бутан	116480	2400–2700	6,8

Тип пламени определяется в зависимости от состава смеси:

• окислительное;
• нормальное;
• восстановительное.

Во втором случае соотношение газов паритетное. Окислительное пламя характеризуется избытком кислорода, а восстановительное – горючего вещества.

Метод газопламенного напыления обладает массой преимуществ:

1. Благодаря малому тепловому воздействию на обрабатываемую заготовку существует возможность нанесения покрытия практически на любой материал: стекло, пластик, фарфор и даже дерево или бумагу. Другие методы модификации поверхности предназначены преимущественно для изделий из металла.
2. В процессе обработки заготовка не подвергается тепловой деформации и не меняет своих параметров.
3. С помощью установок для газопламенного напыления можно обрабатывать заготовку различными составами. Это позволяет придавать поверхности различные свойства без замены оборудования.
4. Неограниченный размер обрабатываемой площади. Другие способы металлизации ограничены различными факторами: для цементации – размером печи, для электролитического осаждения – габаритами емкости с раствором.
5. Низкая себестоимость обработки. Лучше всего эффект проявляется при газопламенном напылении больших площадей.
6. Большая толщина покрытия позволяет использовать метод для реставрации различных деталей. Припуск под обработку не превышает 0,7 мм.
7. Простота рабочего оборудования и его мобильность дает возможность применения газопламенного напыления в труднодоступных местах. Технологическая операция также не отличается особой сложностью.
8. Благодаря широкому выбору присадочных материалов можно получить изделие с заданными свойствами, не прибегая к прочим методам модификации поверхности.

Естественно, имеются и недостатки:

1. Газопламенное напыление малоэффективно при обработке мелких деталей. Это связано с высоким коэффициентом расхода присадочного материала.
2. Тяжелые условия производства. Для предварительной подготовки изделия выполняют пескоструйную обработку, что приводит к повышенному уровню запыленности рабочего участка.
3. В процессе напыления мелкие частицы состава остаются в воздухе. По этой причине к производственным помещениям предъявляют повышенные требования по системе вентиляции.

Газопламенного Электродугового Высокоскоростного Плазменного

Назад

Оборудование для газопламенного напыления

Новая универсальная горелка для газопламенного порошкового напыления — модель SABAROS METAL SPRAY JET Несложный в применении и доступный инструмент для нанесения различных покрытий на производстве и в ремонте! 1. Назначение и краткое описание описание горелки SABAROS Metal Spray Jet (MSJ).

Горелка предназначена для напыления широкой гаммы порошковых материалов — металлические порошки, металлоккерамические порошки, композитные порошки, полимеры. Новая система смешения газов в сопле обеспечивает максимальную надёжность и безопасность. Горючий газ (например, ацетилен) и кислород смешиваются непосредственно в сопле напыления, что практически исключает возможность возникновения обратных ударов пламени. 2. Особенности конструкции горелки SABAROS Metal Spray Jet (MSJ).

• Сопла напыления имеют и функцию смесителя газов, легко меняются.
• Система инжекции порошка интегрирована с адаптером сопел напыления, сняв блок напыления можно, если требуется, сразу поменять и сопло напыления и жиклёр транспортного газа.
• Модуль подачи порошка имеет встроенный дозатор с тремя фиксированными положениями; при открытой подаче порошка есть блокировка снятия модуля с горелки.
• Горелка имеет встроенный клапан транспортного газа, что позволяет кроме кислорода использовать и другие транспортные газы (например, азот, аргон и пр.) и достигать за счёт этого специальных свойств напылённых покрытий.
• На блок напыления могут устанавливаться различные кольцевые сопла для вторичных газов (сжатый воздух, аргон, азот и пр.), что также позволяет достигать особых свойств напылённых покрытий.

Набор специальных приспособлений позволяет эффективно и экономично работать с любыми порошковыми материалами, предназначенными для газопламенного напыления. Горелка может поставляться в двух основных вариантах: 1) для работы с металлическими порошками; 2) для работы с полимерными порошками. Каждый вариант легко может быть переделан в другой при помощи набора соответствующих деталей. 3. Поключение газов к горелке SABAROS Metal Spray Jet (MSJ).

3. Снятие модуля напыления с горелки SABAROS Metal Spray Jet (MSJ).

4. Детали модуля напыления горелки SABAROS Metal Spray Jet (MSJ).

5. Mодуль подачи порошка горелки SABAROS Metal Spray Jet (MSJ).

6. Горелка SABAROS Metal Spray Jet (MSJ) в работе с нормальным соплом напыления.

7. Горелка SABAROS Metal Spray Jet (MSJ) в работе с высокопроизводительным мощным соплом напыления .

8. Применения горелки SABAROS Metal Spray Jet (MSJ). Горелка SABAROS Metal Spray Jet (MSJ) незаменимый инструмент для:

• восстановления шеек и посадочных мест валов;
• изготовления и ремонта защитных втулок;
• восстановления посадочных мест в крышках электродвигателей и насосов;
• нанесения износостойких покрытий на зоны работы сальниковых и иных уплотнений.

Назначение и применение метода

Газопламенное напыление широко применяется в различных отраслях современной промышленности. С помощью технологии выполняют следующие работы:

• нанесение антикоррозийного покрытия;
• восстановление баббитового слоя подшипников;
• создание электропроводящего или электроизоляционного слоя;
• декоративная обработка различных поверхностей;
• устранение дефектов цветного и черного литья;
• ремонт деталей вращения: валов, цапф или кулачков.

Свойства поверхности зависят от типа состава. Например, для повешения жаростойкости поверхности применяют газопламенное напыление алюминиевым порошком. Такая процедура называется алитированием.

Сущность и назначение газотермического напыления

Сущность газотермического напыления покрытий заключается в использовании специальных материалов, которые поставляют в виде порошка, проволоки или прутков. Заготовку подают в высокотемпературную зону и нагревают до пластичного или жидкого состояния. Затем в камеру под большим давлением поступает газ: это может быть обычный воздух или особый состав в зависимости от требований к нанесенному покрытию и типа используемого оборудования. Его функция заключается в распылении основного материала на предварительно подготовленную поверхность. При взаимодействии с обрабатываемым изделием частицы, уровень нагрева которых близок к порогу плавления, деформируются и заполняют все поры и неровности заготовки. Так с помощью температуры и давления создается защитный слой, обладающий высокими эксплуатационными характеристиками.

Принцип действия оборудования основан на переносе расплавленного материала на подготовленную поверхность. Здесь можно увидеть сходство со сваркой. Ключевое отличие заключается в назначении процесса. Сварка призвана создать неразрывное соединение отдельных элементов, тогда как цель газотермического напыления – защитить поверхность от коррозии и других вредных факторов.

Качественное покрытие, устойчивое к внешним воздействиям, всегда востребовано на металлообрабатывающих предприятиях. С помощью рассматриваемой технологии можно снизить или полностью исключить негативное влияние следующих процессов:

• изнашивания;
• эрозии;
• коррозии (в том числе и высокотемпературной).

В зависимости от типа используемых материалов газотермическую металлизацию с успехом применяют для создания термических барьеров, получения электроизоляционного слоя или экранирования поверхности от воздействия продуктов распада радиоактивных элементов.

Стремительное развитие технологии привело к тому, что с ее помощью была реализована возможность получения слоя с биологически активными свойствами для искусственного выращивания органов.

Газотермическое напыление включает в себя следующие методы модификации поверхности, которые различаются источниками тепла:

• газопламенный;
• детонационный;
• плазменный;
• напыление с оплавлением;
• электродуговую металлизацию.

Помимо источников тепла, методы различают по следующим признакам:

1. Тип энергии. Технологии могут использовать электричество или тепло, которое образуется в процессе горения газов.
2. Вид материала. Современное оборудование использует порошковые, стержневые или комбинированные методы напыления.
3. Степень защиты. Процесс может протекать в любых условиях, включая обработку в герметичных камерах с пониженным давлением.
4. Уровень автоматизации. Существует множество станков различной степени механизации. Например, при ручном режиме работы сопло перемещается оператором, а параметры потока распыляемого материала регулируются автоматически.

Применяемое оборудование

Современные производители предлагают широкий выбор установок для газопламенного напыления. В качестве примера рассмотрим устройство оборудования отечественного производства типа ППМ-10 (на фото).

Ее назначение – нанесение защитных покрытий с различными функциональными свойствами в ручном или механизированном режиме. В качестве присадочного вещества используется материал порошкового типа.

Основными узлами установки являются:

1. Распылительный аппарат, который имеет внешнее сходство с пистолетом.
2. Пульт управления газами.
3. Камера для выполнения обработки.
4. Подставки.

Для выполнения газопламенного напыления используются следующие расходные материалы:

• ацетилен;
• кислород;
• воздух, очищенный от влаги и механических включений.

Газопламенное напыление – востребованная технология, основными достоинствами которой являются высокая производительность и низкая себестоимость работ. А вы сталкивались с этим методом обработки? Как вы считаете, в какой отрасли промышленности газопламенное напыление пользуется наибольшим спросом? Напишите ваше мнение в блоке комментариев.

Преимущества технологии

Основными преимуществами технологии являются:

1. Газотермическое напыление – универсальная технология. С ее помощью можно нанести покрытие без ограничений по размеру конструкции и температуре плавления. Толщина защитного слоя варьируется в пределах от 0,1 до 15 мм.
2. По сравнению с другими методами модификации технология относится к экологически чистым процессам.
3. Назначение покрытия с легкостью меняют путем изменения состава порошка.
4. Процедура характеризуется низким температурным воздействием на обрабатываемое изделие. Благодаря этому изделие не подвержено изменениям структуры под действием тепловой энергии.
5. Особенности технологии позволяют выполнять многократную обработку одного элемента в случае его износа.