ВЫСОКОСКОРОСТНОЕ НАПЫЛЕНИЕ HVOF (High Velocity Oxy-Fuel)
Данная методика является самой современной технологией в области горячего напыления, когда источником тепловой энергии является смесь кислорода и керосина. Кислород и керосин подаются аксиально в камеру сгорания, где происходит их атомизация и зажигание от искры свечи зажигания. Продукты сгорания после этого ускоряются в конвергентно-дивергентном сопле до сверхзвуковых значений (Мах 1-2). Давление в камере сгорания находятся под мониторингом, чтобы были обеспечены стабильные условия горения и воспроизводимость процесса. Горелка охлаждается водой, которая движется между оболочками горелки.
Продукты сгорания ускоряются в сопле до сверхзвуковых значений выходящей скорости. Материал в форме порошка с помощью газа-носителя азота подается радиально с противоположных сторон в т.н. диффузор, где происходит его слияние и после этого значительное ускорение через сопло в направлении к детали с покрытием. Термодинамические процессы происходят в потоке продуктов сгорания, движущихся со сверхзвуковой скоростью, и ведущих к возникновению расширительных и компрессионных волн, т.н., шоковых алмазов, которые заметны в пламени, выходящем из горелки.
Высокая скорость частиц порошка при падении вызывает равномерное распространение и закрепление частиц в основном материале и благодаря этому возникает высокая плотность и связность пленки, напыленной методикой HVOF. Относительно низкая температура пламени около 2600 C ограничивает данную технологию для напыления керамической пленки, с другой стороны значительно ограничивает окисление, фазные изменения и выгорание некоторых элементов наносимого материала во время напыления. Уникальные свойства данной технологии в том, что она, в отличие от всех других методов горячего напыления, предоставляет пленки со сжимающим напряжением. Сжимающее напряжение в пленке в значительной степени повышает связность напыления с основой (плотность около 70МПа) и оно также благоприятно с точки зрения усталостных свойств частей напыления.
Температура пламени предопределяет данную технологию для напыления металлов и их сплавов с низкой и средней температурой плавки. Типичными материалами для напыления HVOF являются керметы (металлокерамика), чаще всего на базе карбидов вольфрама и хрома. Типичным нанесением являются пленки, устойчивые к износу и коррозиям в различных средах.
Основные параметры напыления:
| Скорость частиц [м/с-1] |
Прилипание [МПа] |
Содержание оксидов [%] |
Пористость [%] |
Скорость нанесения [кг/ч-1] |
Типичная толщина напыления [мм] |
|---|---|---|---|---|---|
| 600 ÷ 1000 | < 70 | 1 ÷ 2 | 1 ÷ 2 | 3 ÷ 6 | 0,2 ÷ 2 |
- Добавочный материал – порошок
- Подача керосина
- Подача кислорода
- Напыление
- Основа
- Свеча зажигания
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| высокая плотность напыления | шум, до 130 дБ |
| высокая плотность | нельзя наносить керамические пленки |
| низкая пористость и содержание оксидов | ограничение по напылению внутренних пространств |
| низкая температура основы до 150°C | |
| сжимающее напряжение в напыленном слое | |
| широкий выбор порошков |
Наша фирма использует оборудование JP-5000 американской фирмы «Praxair TAFA» с системой HP/HVOF (High Pressure High Velocity Oxy-Fuel) www.praxair.com подающим механизмом порошка HVOF Система Powder Feeder 1264.
Манипуляторное оборудование с управлением NC, позволяет очень точно напылять цилиндрические и шарообразные поверхности до диаметра 1100 мм и длины 3500 мм.
В качестве добавочных материалов мы используем исключительно порошки фирмы «PRAXAIR, Inc.» США на базе:
- карбида вольфрама
- карбида хрома
- никеля (Alloy 625)
- кобальта (TRIBALLOY 400, TRIBALLOY 800)
- железа (SS 316)