Metode penyemprotan

Penyemprotan — proses teknologi pembentukan lapisan dengan menyemprotkan partikel terdispersi cair yang disimpan pada benturan pada benturan dengan permukaan. Laju pendinginan partikel adalah 10.000-100.000.000 derajat per detik, yang menghasilkan kristalisasi yang sangat cepat dari lapisan yang disemprotkan dan suhu pemanasan permukaan yang rendah.

Pelapisan disemprotkan untuk meningkatkan ketahanan korosi, ketahanan aus, ketahanan panas dan perbaikan rakitan dan suku cadang yang aus.

Ada beberapa cara untuk menyemprot pelapis:

1) Penyemprotan api dengan kawat, bedak atau tongkat (Gbr. 1, 2). Bahan terdispersi dilelehkan dalam nyala kompor gas dengan membakar gas yang mudah terbakar (biasanya campuran asetilena-oksigen dengan perbandingan 1: 1) dan dibawa ke permukaan oleh aliran udara terkompresi. Suhu leleh bahan yang disemprotkan harus lebih rendah dari suhu nyala campuran yang mudah terbakar (tabel 1).

Keuntungan dari metode ini adalah biaya peralatan yang rendah dan pengoperasiannya.

Beras. 1. Penyemprotan kawat api

Beras. 2.Skema peralatan penyemprotan kawat pos: 1 — pengering udara, 2 — penerima udara terkompresi, 3 — tabung gas bahan bakar, 4 — reduksi, 5 — filter, 6 — tabung oksigen, 7 — rotameter, 8 — obor semprot, 9 — pengumpanan kawat saluran

Tabel 1. Suhu nyala campuran yang mudah terbakar

2) Penyemprotan detonasi (Gambar 3) dilakukan beberapa siklus per detik, untuk setiap siklus ketebalan lapisan yang disemprotkan sekitar 6 mikron. Partikel terdispersi memiliki suhu tinggi (lebih dari 4000 derajat) dan kecepatan (lebih dari 800 m / s). Dalam hal ini, suhu logam dasar rendah, yang tidak termasuk deformasi termalnya. Namun, deformasi dapat terjadi dari aksi gelombang detonasi dan ini merupakan batasan penerapan metode ini. Biaya peralatan peledakan juga tinggi; diperlukan kamera khusus.

Beras. 3. Penyemprotan dengan detonasi: 1 — pasokan asetilena, 2 — oksigen, 3 — nitrogen, 4 — bubuk yang disemprotkan, 5 — detonator, 6 — pipa pendingin air, 7 — detail.

3) Metalisasi busur (Gambar 4). Dua kabel dimasukkan ke dalam kawat elektrometalizer, salah satunya berfungsi sebagai anoda dan yang lainnya sebagai katoda. Busur listrik terjadi di antara mereka dan kawat meleleh. Penyemprotan dilakukan dengan menggunakan udara bertekanan. Proses berlangsung dengan arus searah. Metode ini memiliki keuntungan sebagai berikut:

a) produktivitas tinggi (hingga 40 kg / jam logam yang disemprotkan),

b) pelapis yang lebih tahan lama dengan daya rekat tinggi dibandingkan dengan metode nyala api,

c) kemungkinan menggunakan kabel dari logam yang berbeda memungkinkan untuk mendapatkan lapisan "pseudo-alloy",

d) biaya operasi rendah.

Kerugian dari metalisasi busur logam adalah:

a) kemungkinan panas berlebih dan oksidasi bahan yang disemprotkan pada laju umpan rendah,

b) pembakaran elemen paduan dari bahan yang disemprotkan.

Beras. 4. Metalisasi busur listrik: 1 — suplai udara terkompresi, 2 — pengumpanan kawat, 3 — nosel, 4 — kabel konduktif, 5 — detail.

4) Penyemprotan plasma (Gambar 5). Dalam plasmatron, anoda adalah nosel berpendingin air dan katoda adalah batang tungsten. Argon dan nitrogen umumnya digunakan sebagai gas pembentuk plasma, terkadang dengan penambahan hidrogen. Suhu di outlet nosel bisa beberapa puluh ribu derajat; sebagai akibat dari ekspansi gas yang tajam, jet plasma memperoleh energi kinetik yang tinggi.

Proses penyemprotan plasma suhu tinggi memungkinkan penerapan pelapis tahan api. Mengubah pola semprotan memungkinkan untuk menggunakan berbagai bahan, dari logam hingga organik. Kepadatan dan daya rekat lapisan semacam itu juga tinggi Kerugian dari metode ini adalah: produktivitas yang relatif rendah dan radiasi ultraviolet yang intens.

Baca lebih lanjut tentang metode pelapisan ini di sini: Pelapis Semprot Plasma

Beras. 5. Penyemprotan plasma: 1 - gas inert, 2 - air pendingin, 3 - arus searah, 4 - bahan yang disemprotkan, 5 - katoda, 6 - anoda, 7 - bagian.

5) Penyemprotan elektropulsa (Gambar 6). Metode ini didasarkan pada peleburan kawat yang eksplosif ketika pelepasan listrik kapasitor melewatinya. Dalam hal ini, sekitar 60% kawat meleleh, dan 40% sisanya berubah menjadi gas. Lelehan terdiri dari partikel yang sangat kecil dari beberapa ratus hingga beberapa milimeter.Jika tingkat pelepasan berlebihan, logam di dalam kabel berubah menjadi gas sepenuhnya. Pergerakan partikel menuju permukaan yang disemprot disebabkan oleh pemuaian gas selama ledakan.

Keuntungan dari metode ini adalah tidak adanya oksidasi akibat perpindahan udara, kerapatan tinggi dan daya rekat lapisan. Kerugiannya termasuk keterbatasan dalam pemilihan bahan (harus konduktif secara elektrik), serta ketidakmungkinan mendapatkan lapisan tebal.

Beras. 6. Skema penyemprotan pulsa listrik: CH — catu daya untuk kapasitor, C — kapasitor, R — resistor, SW — sakelar, EW — kabel, B — detail.

6) Penyemprotan laser (Gambar 7). Dalam penyemprotan laser, bubuk diumpankan ke sinar laser melalui nosel umpan. Dalam sinar laser, bedak dilebur dan dioleskan ke benda kerja. Gas pelindung berfungsi sebagai perlindungan terhadap oksidasi. Bidang penerapan penyemprotan laser adalah pelapisan alat untuk stamping, bending dan cutting.

Bahan bubuk digunakan untuk penyemprotan api, plasma, laser dan detonasi. Kawat atau tongkat — untuk api gas, busur listrik, dan penyemprotan pulsa listrik. Semakin halus fraksi serbuk, semakin kecil porositasnya, semakin baik daya rekatnya dan semakin tinggi kualitas lapisannya. Permukaan yang disemprot untuk setiap metode penyemprotan terletak pada jarak minimal 100 mm dari nosel.

Beras. 7. Penyemprotan laser: 1 — sinar laser, 2 — gas pelindung, 3 — bubuk, 4 — detail.

Bagian yang disemprot

Penyemprotan pelapis diterapkan:

• teknik mesin umum untuk memperkuat bagian (bantalan, rol, roda gigi, pengukur, termasuk yang berulir, pusat mesin, cetakan dan pukulan, dll.);

• dalam industri otomotif untuk melapisi poros engkol dan poros bubungan, buku jari rem, silinder, kepala dan ring piston, cakram kopling, katup buang;

• dalam industri penerbangan untuk menutupi nosel dan elemen mesin lainnya, bilah turbin, untuk melapisi badan pesawat;

• dalam industri elektroteknik — untuk pelapis kapasitor, reflektor antena;

• dalam industri kimia dan petrokimia — untuk menutup katup dan dudukan katup, nosel, piston, poros, impeler, silinder pompa, ruang pembakaran, untuk perlindungan korosi pada struktur logam yang beroperasi di lingkungan laut;

• dalam kedokteran - untuk menyemprotkan elektroda ozonator, prostesis;

• dalam kehidupan sehari-hari — untuk memperkuat peralatan dapur (piring, kompor).