SPRUZZATURA AD ALTA VELOCITÀ HVOF (High Velocity Oxy-Fuel)
Questo metodo sfrutta la più moderna delle tecnologie nel campo della spruzzatura termica in cui l’ossigeno e il kerosene sono la fonte dell’energia termica occorrente. L’ossigeno e il kerosone sono introdotti in maniera assiale in una camera di combustione dove vengono atomizzati e infiammati con l’ausilio di una scintilla di una candela di accensione. I prodotti della combustione vengono poi accelerati con un ugello convergente-divergente fino a valori supersonici (Mach 1-2). La pressione nella camera di combustione è monitorata affinché vengano assicurati condizioni stabili di combustione e della riproducibilità del processo. La combustione viene spenta da acqua che fluisce attraverso dei canali che escono fuori dal luogo della combustione.
I gas della combustione vengono accelerati nell’ugello fino a valori supersonici della velocità di uscita. Il materiale in forma di polvere con l’aiuto del gas di trasporto (azoto) è radialmente trasportato dai lati opposti fino al diffusore dove giunge alla fusione e in seguito attraverso l’uggello a una rilevante accelerazione in direzione della parte rivestita. Il processo termodinamico che si attua durante la combustione dei gas, che fluttuano a una velocità supersonica, portano allo formazione di onde di espansione e compressione, i cosiddetti „diamanti di choc“ che sono visibili nella fiamma che esce dal bruciatore.
Durante l’impatto, l’alta velocità delle particelle pulviscolari agisce uniformemente diffondendole e ancorandole al materiale di appoggio ed è in questo modo che si genera l’alta densità e l’adesività HVOF del rivestimento spray. La temperatura relativamente bassa della fiamma di circa 2600° C limita questa tecnologia per la spruzzatura di superfici in ceramica ma dall’altro canto limita significativamente l’ossidazione, i cambiamenti fasali e la bruciatura di alcuni elementi del materiale spruzzato durante l’applicazione spray. Grazie alle proprietà uniche di questa tecnologia è possibile, a differenza di tutte le altre tecniche di spruzzatura termica, ottenere un rivestimento tramite sollecitazione di pressione. La sollecitazione di pressione essenzialmente aumenta l’aderenza dell’applicazione a spruzzo al materiale di supporto (coesione cca 70MPa) ed è anche vantaggiosa in termini di proprietà di fatica delle parti rivestite.
La temperatura della fiamma predestina questa tecnologia alla spruzzatura dei metalli e delle loro leghe con una temperatura di fusiona bassa e medio-bassa. I materiali ideali per la spruzzatura HVOF sono i cermet (ceramica-metallo), più frequentemente sulla base di di carbonio di tungsteno e di cromo di base. Le applicazioni tipiche sono i rivestimenti resistenti alla corrosione e all’usura in ambienti diversi.
Parametri di base della spruzzaura:
| Velocità delle particelle [m.s-1] |
Adesione [MPa] |
Contenuto di ossigeno [%] |
Porosità [%] |
Spruzzatura in uscita [kg.h-1] |
Spessore medio della spruzzatura [mm] |
|---|---|---|---|---|---|
| 600 ÷ 1000 | < 70 | 1 ÷ 2 | 1 ÷ 2 | 3 ÷ 6 | 0,2 ÷ 2 |
- Materiale aggiunto - polvere
- Ingresso kerosene
- Ingresso ossigeno
- Spray
- Base di supporto
- Candela di accensione
| Vantaggi | Svantaggi |
|---|---|
| alta densità dello spray | livello di suono fino a 130 dB |
| alta coesione | non applicabile su superfici in ceramica |
| bassa porosità e contenuto di ossigeno | limitazione per spruzzo di superfici interne |
| temperatura bassa del supporto fino a 150°C | |
| tensione di pressione nello strato a spruzzo | |
| vasta scelta di polveri |
La nostra ditta usa l’impianto JP-5000 della ditta americana Praxair TAFA con sistema HP/HVOF (High Pressure High Velocity Oxy-Fuel) www.praxair.com con alimentatore di polveri HVOF System Powder Feeder 1264.
Il posizionatore con l’impianto NC rende possibile un’applicazione espremamente accurata anche sulle superfici sferiche che non superino il diametro di 1100mm e la lunghezza di 3500mm.
Come materiali aggiuntivi utilizziamo solo polveri della ditta americana PRAXAIR, Inc. USA sulla base di:
- carburo di tungsteno
- carburo di cromo
- nickel (Alloy 625)
- cobalto (TRIBALLOY 400, TRIBALLOY 800)
- ferro (SS 316)
- le loro combinazioni