إجراءات رش المعادن: 4 خطوات
هذه المقالة يلقي الضوء على الخطوات الرئيسية الأربعة المعنية في عملية رش المعادن. الخطوات هي: 1. إعداد السطح 2. المواد المعدنية واختيارها 3. اختيار عمليات التعدين 4. خصائص الطلاء والتقييم.
الخطوة # 1. إعداد السطح:
لأن طلاء المعدن المرشوش يحتوي على رابطة ميكانيكية فقط مع الركيزة فإن إعداد السطح الداعم هو خطوة حيوية في رش المعادن الناجح. لذلك يجب أن تكون الأسطح المراد رشها خالية تمامًا من الشحوم والزيوت والملوثات الأخرى وخشونة لتوفير السندات الميكانيكية.
وبالتالي ، فإنه ينطوي على إعطاء السطح نوعًا من الخشونة أو عدم الانتظام الذي من المتوقع أن يتشبث به المعدن. الأساليب المستخدمة لتحقيق خشونة المرغوبة هي الآلات ، طلاء السندات ، والتفجير الكاشطة.
بالقطع:
تحتاج السطوح التي سيتم تشكيلها بعد الرش إلى رابطة قوية بشكل استثنائي. عندما تكون هناك حاجة لطلاء ثقيل يتم تشكيل أخدود أو تقطيع لتوفير المرساة اللازمة لطبقات المعادن رش. تصنع هذه القطع في أسطح أسطوانية ومستوية كما هو موضح في Fie. 18.17.
يوفر Dovetailing رسوًا إيجابيًا ولكن تكلفة إضافية سيتم تكبدها يوضح الشكل 18.18 الأنواع الصحيحة وغير المناسبة من الحشوات. بالنسبة لطلاء الرذاذ ، الجزء البالي على الإلتواء ، يجب أن تكون حواف المعدن المرشوش متلائمة بشكل إيجابي خاصة عندما يكون تراكم في نهاية العمود ، كما هو موضح في الشكل 18.19.
تصنع الأخاديد بأداة قطع قياسية بقطر 3 مم إلى 1.15 إلى 1.25 مم ، وتقريبها في النهاية. تقطع الأخاديد حوالي 0.65 مم وقطر 0.40 مم. يتم تعزيز قوة عقد مثل هذا سطح الأرض إلى حد كبير عن طريق خفض التلال مع أداة التخريش.
وتتمثل الطريقة الأسرع في قص الخيوط الخام بسرعة في المخرطة على مكونات مثل الأعمدة العاكسة ، وعصا المضخات واللفائف. يجب إجراء عملية خيوط مع 12 إلى 16 موضوع / سم مع أقصى عمق يصل إلى حوالي 0.2 ملم. ثم يتم تدوير سلاسل القطع مع أداة دوارة حتى تنفتح فقط جزئيا. هذه الطريقة في إعداد السطح مرضية تمامًا للتطبيقات التي لا تتطلب قوة ربط عالية جدًا.
تحضير الأسطح الداخلية:
إن طلاء الرذاذ على الأسطح الخارجية كما في أعمدة الإغلاق له ميزة أنه يتقلص و يتعاقد على التبريد لتوفير عمل إمساك مثل الأكمام القابلة للانكماش. ومع ذلك ، يمكن أن يتسبب العمل المتقلص لطلاء على سطح داخلي في أن ينفصل الطلاء عن الركيزة عند التبريد. للتغلب على هذه الصعوبة ، يتم تسخين المكون المراد رشه داخليا إلى 175 درجة مئوية قبل الرش مباشرة حتى يمكن تقليل الإجهادات المطورة في الطلاء بسبب التبريد. يتم إعداد الجزء الداخلي من جسم أسطواني باستخدام أداة مملة باستخدام تغذية خشنة إلى حد ما لإنتاج رابطة ميكانيكية ضرورية.
إعداد السطوح المستوية:
يمكن التغلب على ميل الطلاء لرفعه بعيدًا عن السطح المستوي بسبب ضغوط الانكماش إما عن طريق الرش فوق الحافة لإعطائه حركة تحامل أو عن طريق قطع فتحات قصيرة مدببة بالقرب من الحافة ، كما هو موضح في الشكل 18.19. يجب أن تكون الأركان الخارجية المراد طلاءها نصف قطرها صفر - 8 مم على الأقل. يمكن أيضًا تسخين الركيزة إلى 175 درجة مئوية لتقليل ضغوط التبريد.
يجب أن تكون عملية تشكيل الطبقة الجافة جافة لأن أي نوع من أنواع الزيوت قد يضعف قوة الربط. لا ينبغي لمس السطح باليد إلا بعد التعدين. ومع ذلك ، إذا كانت المعالجة اليدوية أمرًا لا يمكن تجنبه ، فيجب تغليف المكون في ورق أو قطعة قماش نظيفة قبل إزالته من المخرطة. إذا تم ترسب أي زيت أو شحم على سطح الركيزة ، فيجب إزالته عن طريق إزالة الدهون أو طرق كيميائية أخرى قبل رش الطلاء عليها.
طلاء بوند:
طلاء الرقيقة الرقيق من سبائك النيكل والكروم ، الموليبدينوم أو ألوميد النيكل المتفاعل طاردًا للحرارة غالباً ما يتم تطبيقه على السطح الخشبي لتحسين قوته الرابطة خاصة للرذاذ الخزفي مع الطلاء اللاحق. يشار إلى هذه الطبقة المودعة باسم طلاء السندات.
عندما يتم تطبيقه ، يجب أن تكون المساحات غير المغطاة ملثمة أو مزيجة ، ولكن يجب الحرص على تجنب تدفق النفط إلى قطع. للقضاء على أي احتمال من هذا القبيل يجب تشغيل الشعلة على المنطقة المشتبه بها لحرق النفط أو الرطوبة.
باستثناء سبائك النحاس وسبائك النحاس الموليبدينوم جيدا مع معظم المعادن لتطبيق الخدمة حتى 400 درجة مئوية في حين يمكن استخدام النيكل ألومينيدي في درجات حرارة تصل إلى 800 درجة مئوية. بالنسبة للألومنيوم والنحاس وسبائك النحاس ، فإن سبائك البرونز المصنوعة من الألومنيوم بنسبة 9٪ هي رابطة موثوق بها للغاية. يمكن استخدامه كذلك لركائز الصلب.
عندما يتم تطبيق طلاء السندات ، يتم إجراء عملية التخفيض بشكل أعمق للسماح لسمك طبقة الرابطة التي قد تكون من 50 إلى 125 ميكرون.
تفجير جلخ:
إذا تم رش الطلاء على ركيزة دون تقويض السطح لا يزال يتطلب تقوية حتى لو تم استخدام معطف الرابطة. ويتم ذلك عادة عن طريق التفجير الكاشطة عن طريق استخدام حبيبات فولاذية نظيفة ، حادة ، مطحونة أو أكسيد الألومنيوم للتنفيس على السطح بواسطة هواء مضغوط لتوفير زوايا إعادة الدخول للترابط الميكانيكي. عندما تكون صلابة السطح للركيزة أقل من Rc 30 ، يمكن أن يتم تقشيرها باستخدام حبيبات الحديد الزاوي المبردة الزاوي.
يجب أن يتبع الرش الحراري إعداد السطح في أقرب وقت ممكن لتحقيق النتائج المثلى.
اخفاء:
يمكن حماية المناطق التي لا يلزم رشها بإخفائها بشريط أو المواد الكيميائية التي قد يتم دهنها أو رشها على الركيزة لمنع الالتصاق بالطلاء. يمكن إزالة هذه الأشرطة وطلاءات التوقف بعد رش المعادن عن طريق تقشير أو تنظيف الأسلاك.
يتم توصيل الثقوب ، أو المداخل أو الفتحات الموجودة في قطعة العمل غير المطلية بالخشب أو الجرافيت أثناء عملية التفجير. لا يستطيع الجرافيت تحمل درجات الحرارة المرتفعة فحسب ، بل من السهل أيضًا على الماكينة أو نحتها بسكين في شكل القابس المطلوب. الجزء العلوي من القابس مصنوع مع ارتفاع الطلاء النهائي. إذا كان القناع يرتفع فوق سطح الركيزة فإنه يلقي ظلالاً غير مطلية إذا لم يكن مسدس الرش متعامدًا على السطح.
الخطوة # 2. المواد المعدنية واختيارها:
تقريبا أي مادة يمكن أن ترسب على أي ركيزة تقريبا ولكن المواد الأكثر استخداما للرش الحراري تشمل الألومنيوم ، النحاس الأصفر ، الباب (سبائك القصدير المعروفة أيضا باسم المعدن الأبيض) ، البرونز ، الكادميوم ، النحاس ، الحديد ، الرصاص ، مونيل (63) ٪ Ni + 33٪ Cu + 1٪ Mn) ، نيتشروم ، نيكل ، فولاذ ، فولاذ مقاوم للصدأ ، قصدير ، زنك ، سيراميك ، مركبات ، إلخ. حتى الموليبدينوم والتنغستن تستخدم أحيانا للرش.
يتم اختيار المواد المعدنية على أساس خصائصها مثل الصلابة والقوة وجودة الارتداء ومقاومة التقلص والتآكل ، إلخ.
يتم تطبيق الطلاء الخفيف حتى 1-5 مم بسهولة ولا يمثل أي مشاكل خاصة ، ومع ذلك ، يجب أن تحتوي مواد الطلاء الثقيل حتى 3 مم أو أكثر على خصائص منخفضة الانكماش.
يتم تطبيق طلاءات السيراميك التي تتكون من أكسيد الألومنيوم ، وأكسيد الزركونيوم ، وسليكات الزركونيوم ، وأكسيد الكروم ، والألمنيوم المغنيسيوم في شكل قضيب أو مسحوق. تتراوح نقاط الخلط بين 1650 درجة مئوية و 2500 درجة مئوية. هذه الطلاءات صعبة للغاية ومقاومة للتآكل.
يمكن دمج الطلاء المركب للسيراميك والمطاطات البلاستيكية مع الطلاء المعدني لتحقيق خصائص غير ممكنة مع الطلاء المعدني وحده. على سبيل المثال ، يتم استخدام الطلاء الطباقي الذي يتكون من رواسب الطبقات البديلة من المعدن المرشوش ومواد السيراميك ، مع نتائج جيدة في هياكل الحماية من الانفجار الصاروخي. يمكن خلط سيراميك وبخاخات معدنية بنسب متفاوتة باستمرار من أجل تخريج كل المعدن إلى كل السيراميك ، لبناء ما يعرف بالبناء المتدرج.
طلاء أكسيد الألومنيوم من الصعب جدا ومقاومة للتآكل حتى في درجات حرارة عالية. هذه الطلاءات لها خصائص عزل جيدة وهي اقتصادية.
تتميز زركونيا بنقطة انصهار أعلى من أكسيد الألومنيوم ، كما أن طلاءها يوفر مقاومة جيدة للصدمات الحرارية والميكانيكية. يتم استخدامه لتغليف مكونات الصواريخ لحمايتها من الغازات المسببة للتآكل ذات السرعة العالية والساخنة. كما أنها تستخدم لتمديد حياة الصلب وتطبيع اللفات في مصانع الصلب وأنابيب الفرن.
الخطوة رقم 3: اختيار عمليات التعدين:
هناك العديد من العمليات التي تستخدم لرش المعادن ويمكن تجميعها تحت أربعة عناوين:
(ط) رش الشعلة
(2) رش القوس الكهربائي ،
(3) رش البلازما ،
(د) تفجير بندقية طلاء ، و
(5) رش النفاث الاحتراق.
(ط) رش الشعلة :
إن رش الشعلة هو عملية رش حراري تستخدم عادةً لهب أوكسي أسيتيلين من أجل ذوبان مادة الطلاء بينما يستخدم الهواء المضغوط بشكل عام في التفتيت ودفع المواد إلى قطعة الشغل. هناك ثلاثة أشكال مختلفة من العملية تعتمد على شكل مواد الطلاء التي تستخدم فيها ، والأسلاك ، والمسحوق ، والقضيب.
ا. رش شعلة الأسلاك:
يوضح الشكل 18.20 السمات الأساسية لرذاذ اللهب السلكي بينما يوضح الشكل 18.21 التخطيط الكامل لهذا النظام. تتطلب العملية استخدام مسدس الرش ، والأسيتيلين ، والأكسجين ، وإمدادات الهواء المضغوط وترتيب تزويد الأسلاك عادة من البكرة. يتكون مسدس الرش أساسا من آلية تغذية سلكية مدفوعة بالتوربينات الهوائية وشعلة أوكسي أسيتيلين من أجل إذابة السلك.
يتم تغذية الأسلاك بمساعدة بكرات مخرمة مدفوعة من خلال تروس تخفيض بواسطة توربين هواء عالي السرعة. هذه البنادق ضخمة إلى حد ما وثقيلة ، ولكن حتى في كثير من الأحيان يتم حملها باليد للتلاعب السهل. تم استخدام الروبوتات مؤخرًا بشكل فعال لتلاعب السلاح والعمل.
يتم وضع مسدس الرش من 10 إلى 30 سم من الركيزة المراد طلاؤها وينتج نمط دائري أو بيضاوي الشكل يبلغ قطره من 7 إلى 10 سم. عادة ما يكون اجتياز المسدس من 9 إلى 15 سطحًا / دقيقة. يتم ترشيح الهواء المضغوط لإزالة الزيت والرطوبة ويتم توفيره عادة بمعدل 850 لتر / دقيقة.
لا يوجد حد لسماكة الطلاء ويتم ترسب سُمك يصل إلى 6 مم إلا أن السماكة المشتركة لمخزون الرش السلكي هي من 0 إلى 75 إلى 1-25 ملم لتطبيقات التآكل وإعادة البناء في حين أن رواسب التآكل يمكن أن تكون رقيقة مثل 25 ميكرون (0.025 ملم). تعتمد معدلات الترسيب للرش على المستهلك والمعدات المستخدمة ، ويمكن أن تصل إلى 95 م 2 / ساعة لسمك طلاء 25 ميكرون.
عند حساب السماكة المطلوبة للطلاء بالرش ، يجب السماح بنسبة 20٪ إضافية للانكماش بالانكماش وإضافة إلى ذلك السماح ب 0.25 مم على الأقل لكل جانب لإنهاء السطح إذا تطلب الأمر ذلك. عند استخدام الطلاء السميك يتم تسخين قطعة العمل إلى حوالي 200-260 درجة مئوية لمنع تكسير الرابطة الميكانيكية.
تتوفر العديد من المواد في شكل سلكي ولكن المواد التي يتم رشها عادة هي الزنك والألمنيوم والفولاذ الميكانيكي والفولاذ الصلب والفولاذ المقاوم للصدأ والبرونز والموليبدنوم. يستخدم الألمنيوم والزنك في المقام الأول في الحماية من التآكل للمكونات الكبيرة المصنوعة من الفولاذ الكربوني ، على سبيل المثال ، الدبابات ، هياكل السفن ، والجسور في حين يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ للغرض نفسه لوظائف أكثر تطوراً. يتم استخدام الفولاذ الناعم لاستعادة أبعاد تطبيقات التآكل بينما يتم استخدام الفولاذ الصلب لأغراض مماثلة لظروف التآكل الأكثر صرامة ؛ عادة ما يتم الانتهاء من الطحن.
تتميز طلاء الرشاش السلكية بمسامية كبيرة وقوة ارتباطها أقل من البلازما وعمليات الرش الأخرى عالية الطاقة. لهذا السبب لا يتم استخدام هذه العملية للتطبيقات الهامة للغاية.
ب. رش مسحوق اللهب:
يمكن أن يتم رش مسحوق اللهب باستخدام شعلة أوكسي أسيتيلين من التصميم المناسب الذي يسمح بإدخال عمل سيفون ، كما هو موضح في الشكل 18.22. عادة لا يتم استخدام أي الهواء المضغوط لذرة ودفع المادة المنصهرة وبالتالي معدلات الترسب منخفضة. تكون المسامية أكبر من عملية رش السلك وقد تكون قوة الربط أقل أيضًا من رواسب سلكية الرش ؛ لكن مثل هذه المشاعل يمكنها رش مجموعة متنوعة من المواد. وتشمل المواد الاستهلاكية المتاحة الفولاذ عالي السبائك ، والفولاذ المقاوم للصدأ ، وسبائك قاعدة الكوبالت ، والكربيدات ، ومواد طلاء السندات.
الشكل. 18.22 عملية إعداد رش مسحوق اللهب
ج. رش قضيب الشعله:
عادة ما تكون درجة حرارة اللهب في شعلة الأكسجين الأسيتيلين التقليدية حوالي 2.760 درجة مئوية ، وبالتالي لا يكون لديها حرارة كافية لإنتاج طلاء سيراميكي جيد خاصة للمواد مثل أكسيد الزركونيوم الذي يتطلب درجة حرارة تبلغ حوالي 2760 درجة مئوية. واحدة من شعلة غاز الأكسجين مصممة لرش السيراميك ، كما هو موضح في الشكل 18.23 ، تستخدم قضيب صلبة من المواد الاستهلاكية السيراميك مع الهواء للمساعدة في التذرية.
الشكل. 18.23 إعداد عملية رش اللهب بالقضيب
تتوفر المواد الاستهلاكية رود لأكسيد الألومنيوم ، وأكسيد الكروم ، زركونيا ، وخلائط السيراميك. يُزعم أن القطيرات الاستهلاكية المتذبذبة تحقق سرعة تأثير تبلغ 2-8 م / ث. تستخدم هذه العملية فقط لرش السيراميك وتعبئ الفجوة بين عملية السلك وعملية رش المسحوق لأن المواد الاستهلاكية غير متوفرة للعديد من المعادن للطبقة الأولى ، كما أن الطلاء الخزفي الذي حصلت عليه هذه الأخيرة غير قابل للتفتيت لإعطاء خدمة جيدة.
(2) رش القوس الكهربائي:
تستخدم عملية رش القوس قوسًا كهربائيًا بين قطبين قابلين للاستهلاك من مادة السطح مثل مصدر الحرارة. الغاز المضغوط ، عادةً ما يكون الهواء ، ينفث ويعرض المواد المنصهرة على سطح قطعة الشغل. يوضح الشكل 18.24 المكونات الأساسية لجهاز المعالجة.
صورة 18.24 عملية رش سلك القوس الكهربائي
يتم تغذية الإلكترودان المستهلكان بواسطة مغذي سلكي لتجميعهما بزاوية تبلغ حوالي 30 درجة وللحفاظ على قوس بينهما. والقوس يشتعل ذاتيًا حيث أن الأسلاك تتقدم إلى نقطة تقاطعها.
مصدر الطاقة المستخدم في عملية رش القوس هو وحدة لحام جهد مستمر للتيار المستمر. سلك واحد هو إيجابي والآخر سلبي. نظرًا للذوبان التفاضلي للسلكين ، تختلف القطيرات من القطبين إلى حد كبير في الحجم. عموما يتراوح تيار اللحام من 300 إلى 500 أمبير مع الجهد تتراوح بين 25 و 35 فولت. لأغراض خاصة تم استخدام الحالي الحالي يصل إلى 3000 أمبير.
يمكن استخدام الأسلاك التي يتراوح قطرها بين 1.5 و 3.2 ملم ، على الرغم من أن الأسلاك بأقطار 1.6 مم و 2.4 مم هي أكثر شيوعًا. تعتمد كمية المعادن المودعة على المستوى الحالي والمواد التي يتم رشها وقد تتراوح من 7 إلى 45 كيلوجرام في الساعة. تستخدم الأسلاك المربعة في بعض الأحيان لزيادة معدل الترسيب. معدلات الترسب هي 3 إلى 5 مرات أعلى من تلك للهب الشعلة.
يتم استخدام الهواء المضغوط الجاف عند ضغط 55 نيوتن / سم 2 وتدفق من 850 إلى 2250 لترًا في الدقيقة من أجل التثليث وإسقاط المعدن على الركيزة. قد تحتوي الوديعة على مسامية كبيرة وأكاسيد أكسيد من أكسدة هواء atomisalion.
قوة الرابطة من الطلاء متفوقة على تلك التي تم الحصول عليها عن طريق رش اللهب. يمكن رش أي معدن تقريباً يمكن سحبه إلى سلك صغير قطره ، على سبيل المثال ، الألمنيوم ، البابون ، النحاس الأصفر ، البرونز ، النحاس ، الموليبدينوم ، المونيل ، النيكل ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، الكربون الصلب ، القصدير ، والزنك يمكن رشها كلها. وبسبب ارتفاع معدلات الترسيب ، فإن هذه العملية شائعة الاستخدام في رش المعادن اللينة ، من أجل مقاومة التآكل ، كما يتم رش الهياكل الكبيرة مثل الجسور بالألمنيوم والزنك للحماية من تأثيرات الغازات الجوية.
(3) رش قوس البلازما:
تستخدم عملية رش البلازما قوس غير محول كمصدر للذوبان وعرض إسقاط المعدن على سطح الركيزة. ويستخدم قوس البلازما الذي هو تماما داخل بندقية رش البلازما. يمكن أن تزيد درجة حرارة البلازما عن 2800 درجة مئوية ؛ يتم إدخال المادة المراد رشها في شكل مسحوق في تيار البلازما ، كما هو موضح في الشكل 18.25.
حجم الجسيمات من المسحوق عادة ما يكون من 30 إلى 100 ميكرون يتم قياسه بواسطة مضخة تروس. ولأن درجات الحرارة في البلازما عالية للغاية ، يمكن استخدام هذه العملية لإيداع الطلاءات الحرارية التي لا يمكن تطبيقها من خلال عملية اللهب أو القوس ، على سبيل المثال ، يمكنها أن تودع حتى الطلاء الزجاجي.
وتشمل المعلمات التي تؤثر على جودة الطلاء مسافة فوهة إلى مكان العمل ، وحجم ونوع الجسيمات ، ونقطة تقديم المسحوق ، والتيار القوسي والجهد ، ونوع غاز البلازما ، وغاز الجسيمات.
ويستند تزويد الطاقة اللازمة لرش البلازما على الناتج الحالي المستمر في دورة العمل 100 ٪. يتم تصنيف مشاعل البلازما في 40 إلى 100 كيلو واط ، مع تيار مباشر من 100 إلى 1100 أمبير عند 40 إلى 100 فولت. الأرجون والهيليوم هما غازات البلازما التي تستخدم غالباً على الرغم من النيتروجين ، ويعمل الهيدروجين أحيانًا بتكاليف أقل.
عادة ما يتم الحفاظ على الركيزة في أقل من 150 درجة مئوية ، ويتم تغليفها بسرعات مسحوق تتراوح من 120 إلى 300 متر / ثانية مما يؤدي إلى كثافة طلاء عالية من 85 إلى 95٪ وقوة ارتباط تصل إلى 6900 كيلو باسكال. قد تؤثر المسامية في الترسبات على قدرة الطلاء على حماية الأسطح من التآكل. ومع ذلك ، يمكن إجراء عملية ختم المسام عن طريق التشريب بالضغط على الإيبوكسيات والمركبات الفلوروكربونية.
يمكن استخدام رش البلازما لرش المعادن والسيراميك (أكاسيد وكربيدات) ، وسيرميت ، ومركبات ، كما هو مذكور في الجدول 18.1:
تختلف المعادن من المعادن الناعمة مثل الألمنيوم والزنك للتطبيقات المقاومة للتآكل إلى المواد الصلبة الكوبالتية من أجل تطبيقات مقاومة التآكل.
طلاء الطلاء الكارامكي الأكثر شيوعًا هو أكسيد الألومنيوم وأكسيد الكروم أو خليط من الكروم والسيليكا. هذه تستخدم أساسا لتطبيقات مقاومة التآكل. وتستخدم السيراميك مثل زركونيا استقرت ياتريا ، الزركونيوم المغنيسيوم ، وزركونيا استقرت كالسيا لطلاء الحاجز الحراري على مكونات المحرك وما شابه ذلك. وغالبا ما تستخدم أكسيد الألومنيوم والمغنيسيا / الألومينا في تطبيقات العزل الكهربائي.
المواد الاستهلاكية الأكثر شعبية سيرميت للبلازما الرش كربيد التنغستن / الكوبالت لتطبيقات مقاومة التآكل.
تستخدم المواد الاستهلاكية المركبة مثل مساحيق المعادن / الغرافيت ومساحيق ثاني كبريتيد المعادن / الموليبدينوم بشكل عام في التطبيقات الخاصة.
وقد استخدم الرش بالبلازما على نطاق واسع في المكونات الحرجة التي توجد قاعدة بيانات كبيرة متاحة على خصائص العديد من الودائع.
إن رش البلازما الفراغي هو نوع من العملية التي يكون فيها كل من قطعة العمل وشعلة البلازما محاطين في حجرة مفرغة ذات ضغط 50 torr. المزايا المطالب بها هي قوة رابطة أعلى ومراقبة ممتازة الأبعاد على سمك الطلاء.
أكبر عيب في رش البلازما مقارنة مع عمليات الرش الحرارية الأخرى هي تكلفة المعدات وهي أغلى العمليات التي يمكن شراؤها. أيضا ، المعدات معقدة وضخمة.
وعلى الرغم من هذه العيوب ، فإن عملية رش البلازما هي العمود الفقري لعمليات الرش الحراري بسبب التنوع الواسع للمعادن التي يمكن ترسبها ، والمسامية المنخفضة ، وقوة الربط العالية ، ومعدلات الترسب العالية التي يمكن تحقيقها مع هذه العملية.
(4) طلاء بندقية التفجير :
عملية التفجير أو د-بندقية هي عملية مسجلة لشركة ليند آير برودكتس التي تنطوي على تفجير الأكسجين وخليط الأسيتيلين لإذابة وسحق مادة الطلاء على سطح الركيزة. على الرغم من أن العملية قد تم تطويرها في حوالي عام 1960 ، إلا أنها لا تزال ملكية خاصة بسبب العديد من التفاصيل المتعلقة بإنتاج المعلمات المناسبة لتحقيق تطبيقات الطلاء الناجحة.
يوضح الشكل 18.26 العناصر الأساسية لمدفع d-gun المتكون من ماسورة طويلة (بضعة أمتار) قطرها حوالي 25 مم. يتم تغذية مسحوق من 60 ميكرون حجم الجسيمات في البندقية عند ضغط منخفض ومن ثم يتم إدخال خليط غاز أوكسي أسيتيلين في غرفة الاحتراق وتفجيرها بمساعدة من شمعة اعة.
درجة حرارة التفجير حوالي 3900 درجة مئوية وهي كافية لإذابة معظم المواد. ينتج التفجير سرعة جسيمية تبلغ حوالي 7300 م / ث. تتكرر التفجيرات من 4 إلى 8 مرات / ثانية ويتم استخدام غاز النيتروجين لطرد منتجات الاحتراق بعد استخدام كل تفجير وبخاخ من ثاني أكسيد الكربون السائل لتبريد قطعة العمل أثناء الرش لتجنب التغيرات المعدنية والصفحات. كل تفجير ينتج سمك طلاء بضعة ميكرون. يتراوح النطاق النموذجي لسمك الفحم من 75 إلى 125 ميكرون مع خشونة السطح للطلاء المتراكم في نطاق من 3 إلى 6 ميكرون جذر متوسط المدى ونطاق مسامية يتراوح ما بين 0-25 و 1٪.
أحد العيوب الكبيرة في هذه العملية هو أنها تنتج ضوضاء كبيرة ، لذلك يتم تثبيتها في غرفة عازلة للصوت مع جدران خرسانية بسماكة 45 سم. يقوم المشغل بتشغيل البندقية من خارج الغرفة بما في ذلك مكننة كبيرة.
يمكن رش أي مادة تقريبًا بواسطة المسدس d-gun ولكن هذه العملية تستخدم على نطاق واسع لرش الطلاء عالي التقنية والكربيدات والسيراميك والمركبات المركبة. يمكن تحقيق قوة السندات تصل إلى 70 ميجا باسكال ، ويعتبر الطلاء الذي يتم الحصول عليه هو الطلاء الحراري الرئيسي.
وتشمل المواد الأكثر شيوعًا التي يتم رشها من خلال مدافع ألومينا ألومينا ، ألومينا - تيتانيا ، كربيد الكروم ، كربيد التنغستن مع رابط الكوبالت. كربيد التنغستن كربيد التنغستن ، خليط كربيد مع الموثق سبائك النيكل والكروم. هذه هي طلاء مقاومة للتآكل في المقام الأول لخدمة درجة حرارة مرتفعة. تتضمن التطبيقات المحددة مقبس مطلي بسمك d-gun ومقاييس حلقة ، وحواف قاطعة تتعرض للتآكل الشديد مثل سكاكين السكاكين للمطاط والبلاستيك أو التدريبات الأنبوبية لقطع البلاط والورق الصوتي.
(5) رش النفاث الاحتراق:
تهدف عملية الرش الحراري هذه التي تم إدخالها إلى هذه الصناعة في عام ١٩٨١ إلى أن تكون قادرة على المنافسة مع عملية د-البندقية من حيث الجودة والمعروفة بالاسم التجاري Jet-Kote. وله ميزة أنه يمكن شراء المعدات الخاصة به في حين لا يتم بيع معدات مدافع الرش ، ويمكن أن يتم الرش في واحد من المراكز الـ20 الغريبة لشركة ليند إير ، التي تمتلك المعدات.
في شعلة الرش النفاث الاحتراق ، الموضحة بشكل تخطيطي في الشكل 18.27 ، يتم إشعال الأكسجين وغاز الوقود مثل الهيدروجين أو البروبيلين أو غيرها من غازات الهيدروكربون بواسطة شعلة تجريبية في غرفة الاحتراق الخاصة بالشعلة التي تكون عند زوايا قائمة إلى فوهة الشعلة. يتم إدخال المادة المراد رشها في مركز التيار النفاث من وحدة تغذية مسحوق باستخدام غاز حامل متوافق مع خليط غاز الوقود الأكسجين.
يتراوح ضغط غاز الاحتراق بين 400 إلى 600 كيلو باسكال ودرجة حرارة اللهب عند نقطة مقدمة المسحوق حوالي 3000 درجة مئوية. يمكن أن تصل سرعة نفاثة الغاز الاحتراق إلى حوالي 1400 م / ثانية (حوالي 4 ميكرون) ، أي أسرع من مدفع الدوش. قوة الرابطة للطلاء هي وظيفة من سرعة الجسيمات ودرجة الحرارة ، وعادة ما تكون أعلى من 70 ميغاباسكال. تبلغ كثافة الوديعة 90٪ أو أكثر من الكثافة النظرية ، مع وجود نمط رش يبلغ حوالي 25 مم. يمكن أن تودع المواد بمعدل حوالي 4.5 كلغ في الساعة.
مع الرش النفاث يعتبر كربيد التنغستن / cobalt cermet أكثر المواد الاستهلاكية شيوعًا لتطبيقات البلى ، وقد تم استخدام هذه العملية بنجاح من أجل الصلابة الصلبة المصنوعة من الكوبالت ، والسيراميك ، والفولاذ المقاوم للصدأ ، وغير ذلك من المواد المقاومة للتآكل.
وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه العملية في إمكانية شراء المعدات بتكلفة أقل من تكلفة معدات رش البلازما. وتتمثل قيوده الرئيسية في عدم وجود مواد مستهلكة قابلة للتطبيق ، ومتطلبات السلامة لحصر تفاعل احتراق من النوع الصاروخي داخل الشعلة ، وتكاليف الغاز مرتفعة بسبب الضغط العالي ومعدل التدفق العالي الذي يصل إلى 28 م 3 / ساعة للأوكسجين.
الخطوة # 4. خصائص طلاء والتقييم:
تختلف الخواص الفيزيائية والميكانيكية لمخزون الرذاذ بشكل كبير عن تلك الموجودة في المادة الأصلية لأن البنية المودعة هي صفائحية وغير متجانسة. لذلك يجب فحص الطلاءات من أجل الشقوق والثقوب والبثور والفراغات. نظرًا لأن الطلاءات التي يتم رشها مسامية ، فيجب تحجيمها باستخدام مواد مانعة للتسرب مناسبة في حالة استخدامها للتطبيقات المقاومة للتآكل. بما أن هذه الطلاءات تلتصق بسند ميكانيكي ، فلا يجب استخدامها في ظروف الخدمة التي تعاني من التأثير والضرب.
يتم تحديد سماكة الطلاء حسب متطلبات الخدمة والتكاليف المرتبطة بها. يتم تحديد السماكة الكلية للطلاءات التي يتم رشها على الأعمدة من خلال الحد الأقصى المسموح به من البلى ، وسماكة الطلاء الدنيا التي يجب رشها ، وبدل الانتهاء. يعتمد سمك الطلاء الأدنى على قطر المحور كما هو مبين في الجدول 18.2.
تعتمد التغيرات في سماكة الوديعة على نوع إعداد السطح ويكون التباين الكلي لرش الإنتاج الروتيني مع المعدات المركبة 0 05 مم للرش السلكي.
كما يحتاج انكماش الطلاء بالرش إلى دراسة متأنية لأنه يؤثر على سمك الوديعة النهائية. يمكن أن يسبب التشديد تكسير الطلاء المعدني السميك مع قيمة انكماش عالية كما هو الحال مع طلاءات الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (ASS).
ومع ذلك ، يمكن حل هذه المشكلة بالرش أولاً من الفولاذ المقاوم للصدأ martensitic (MSS) على الركيزة ثم رش ASS فوقه للحصول على السمك المطلوب. ينتج رذاذ MSS رابطة قوية مع الركيزة المصنوعة من الصلب الكربوني ، وله قوة جيدة في حالة رشه ، ويوفر سطحًا ممتازًا لطلاءات ASS.
يتم إعطاء بعض الطلاء المرشوش معالجة إضافية لخلق اندماج أكثر فعالية مع الركيزة. يتم إنجاز الانصهار للرواسب عن طريق التسخين التدريجي والموحد إلى درجة حرارة الانصهار من 1000 إلى 1300 درجة مئوية اعتماداً على المواد المعدنية.
تتضمن الطرق المختلفة المستخدمة في معالجة الانصهار شعلة غاز الوقود الأكسجين ، أو الفرن أو بالتسخين التعريفي عادة مع جو محايد أو مختزل لتجنب أكسدة كل من الوديعة والركيزة قبل الوصول إلى درجة حرارة الانصهار. مطلوب التحكم في درجة الحرارة دقيقة للحصول على طلاء تنصهر جودة.
التطبيقات:
كان الهدف من رش المعادن في البداية هو بناء السطوح التي أصبحت متآكلة أو متآكلة أو محاذية أو خاطئة. ومع ذلك ، فإن تطبيقاتها تشمل مجالات متنوعة تشمل الحماية من التآكل والأكسدة ، وعناصر الماكينة ، والصناعة ، والمسبك ، والطائرات ، والصواريخ.
الاستخدام المذهل للرش المعدني هو طلاء الجلود ، والسيراميك ، والخشب ، والقماش ، دون تدمير مواد الدعم.
يتم رش الألمنيوم والزنك والفولاذ المقاوم للصدأ لحماية الأسطح من الأكسدة والمقاومة للتآكل. غالبًا ما تستخدم رواسب السبيكة الصلبة في مكونات الماكينة مثل قاطرات المضخات وقضبان الضخ والكبش الهيدروليكي وقسم التعبئة من أعمدة التوربين البخاري والصمامات.
وتستخدم رواسب متعددة الطبقات من مواد مختلفة لحماية الأكسدة لأواني السيانيد ، وأفران الفرن ، وصناديق الصلب ، وناقلات الفرن.
تستخدم زركونيا وألومينا السيراميك في بعض الأحيان لتوفير طبقات حاجزية.
يمكن تغيير ملامح أنماط باهظة الثمن وألواح مطابقة بواسطة طلاء الرش متبوعة بالتشطيب المناسب. يمكن كذلك استخلاص المسبوكات المعيبة عن طريق الرش بالبخار.
في صناعة الكهرباء تستخدم رواسب المعادن المعدنية لتوفير مقاومة أعلى من 50 إلى 100٪ من نفس المادة في أشكال الصب أو المشغول. وتشمل هذه التطبيقات رش النحاس على الاتصالات الكهربائية ، وفرش الكربون ، والزجاج في الصمامات السيارات وكذلك الفضة على اتصالات النحاس. وتستخدم رواسب السيراميك الرذاذ في الصناعة الكهربائية للعوازل. يمكن عمل حجب مغناطيسي للمكونات الكهربائية مع رواسب من الزنك تُطبق على الحالات الإلكترونية و chasis. يمكن عمل ألواح المكثف عن طريق رش الألومنيوم على جانبي شريط القماش.
في الطائرات والصواريخ يتم استخدام هذه العملية لأختام الهواء وأسطح مقاومة للارتداء لمنع نغتاظ والقتال في درجات حرارة مرتفعة.
