Установка для напыления металла

Обновлено: 03.07.2024

Напыление металлов позволяет улучшить характеристики деталей, работающих в условиях, связанных сильным изнашиванием и механическими концентрированными нагрузками. Металлизация поверхностей повышает устойчивость и увеличивает срок службы. Кроме решения технических задач, напыление используется во время производства декоративных изделий, бижутерии, в пищевой, фармацевтической и химической промышленностях. Для напыления могут применяться различные металлы, конкретный выбор зависит от технического задания.

Химическое хромирование

Используется для обработки деталей со сложной геометрической формой, процесс основан на восстановлении хрома из растворов солей при помощи гипофосфита натрия. Осадок имеет серый цвет, блеск приобретается после полирования. Химическое хромирование протекает в ваннах с таким составом растворов.

Состав растворов для химического хромирования

Фтористый хром, г — 17
Хлористый хром, г — 1,2
Лимоннокислый натрий, г — 8,5
Гипофосфит натрия, г — 8,5
Вода, л — 1
Температура, °С — 70-87

Скорость процесса хромирования может достигать 2,5 мкм/ч, для изготовления ванн используется устойчивый пластик. Металлизация сопровождается выделением ядовитых химических соединений, растворы негативно влияют на кожу людей. Во время производства работ следует соблюдать правила техники безопасности, для очистки воздушной среды устанавливается принудительная вентиляция. Мощность вентиляции рассчитывается исходя из объема помещения или рабочей зоны с учетом минимальной кратности обмена.

На промышленных предприятиях монтируется вентиляция пластиковая, она позволяет выдерживать рекомендованные технологические параметры при минимальных финансовых потерях. Для промышленного хромирования химическим методом применяются специально разработанные растворы с улучшенными показателями.

Промышленные растворы для химического хромирования

При приготовлении растворов первым растворяется хлористый хром. Затем согласно схеме могут растворяться лимонно-кислый натрий и фтористый хром. Для ускорения химических процессов в состав добавляется щавелевая кислота. Ионы хрома образуют с ней химически активный ион, скорость покрытия возрастает до 7 мкм/ч и более. Процентное содержание ингредиентов корректируется технологами с учетом поставленных конечных задач по обработке деталей.

Для получения расчетного покрытия необходимо выполнять следующие требования:

Качественная подготовка поверхностей. Детали очищаются механическим и химическим способами, при необходимости поверхности шлифуются.
Оборудование должно обеспечивать максимальную автоматизацию процесса для исключения вредного влияния человеческого фактора.
Постоянный контроль за состоянием раствора, фильтрование, поддержание заданной концентрации, своевременная замена катода.

Нарушение рекомендованной технологии может становиться причиной отслоений покрытий или образования глубоких раковин. Необходимость исправления дефектов приводит к значительному увеличению себестоимости производства.

Линия химического хромирования

Визуальный контроль химических процессов производится за счет определения количества выделяемого водорода, технологи рекомендуют для улучшения процесса одновременно покрывать детали из нескольких металлов. Слишком интенсивное выделение водорода может становиться причиной появления раковин, скорость процесса регулируется в каждом конкретном случае.

Газоплазменное напыление

Газоплазменное напыления позволяет получать чистое покрытие с высокими показателями адгезии. Процесс протекает при температурах до +50 000°С, скорость струи оставляет 500 м/с, температура поверхности обрабатываемой детали составляет не более +200°С.

Газоплазменное напыление металлов

Шероховатость поверхности напыляемых деталей до 60 Rz, зона обдува должна на 2–5 мм превышать номинальный размер напыляемого участка. Для работы используются порошки одной фракции по размерам, необрабатываемые участки детали закрываются специальными экранами. Перед процессом поверхность деталей предварительно прогревается до рабочих технологических температур.

Режимы работы оборудования при газоплазменном напылении

Схема оборудования для напыления

Оборудование для порошкового напыления состоит из подвода газа (1), катода плазмотрона (2), корпуса катода (3), теплоизолятора (4), корпуса анода (5), порошкового питателя (6), подвода газа-носителя (7), плазменной дуги (8) и источника питания (9).

Газоплазменное напыление допускает финишную обработку покрытий для улучшения характеристик деталей, в таком случае толщина покрытия должна учитывать механическую шлифовку.

Напыление в вакууме

Перенос напыляемых металлов выполняется при разрежении 10 -2 Па, напыление может быть катодным, магнетронным или ионно-плазменным. Вакуум увеличивает прочность сцепления поверхностей. Оборудование для технологии может быть многокамерным или многопозиционным однокамерным. Первые линии состоят из нескольких установок, в каждой из которых выполняется определенное напыление металлов, агрегаты между собой соединены технологическими линиями для транспортировки деталей. Многопозиционные имеют несколько отдельных постов для напыления в одном объеме. Вакуумное напыление производится по следующим этапам:

Создание вакуума заданной глубины. Мощные компрессоры откачивают воздух из камеры, металлизация контролируется автоматическими приборами.
Распыление покрывающего материала. В зависимости от особенностей процесса напыление металлов может выполняться несколькими способами.
Транспортировка деталей в зависимости от их состояния.

Установка вакуумного напыления

Технологические определения Вакуумное напыление – сложный технологический процесс, зависящий от нескольких параметров:

Критическая температурная точка напыления. Выше этого значения весь объем направляемых частиц отражается от поверхности детали, напыление металлов приостанавливается. Параметр зависит от металла детали, состояния ее рабочей поверхности и свойств напыляемых материалов.
Критическая плотность давления. Минимальная плотность, при которой осадочная пленка адсорбируется и становится неспособной принимать атомы металла, напыление прекращается. Контроль критической плотности в установках выполняется непрерывно, при необходимости параметры условий корректируются. В зависимости от состава пленки могут быть моно- или поликристаллическими и аморфными.

Для повышения производительности вакуумное оборудование комплектуется механизмами автоматизированной транспортировки деталей в камеру и из нее, экранами и манипуляторами, заслонками и прочими механизмами. Напыление осуществляется в полуавтоматическом режиме.

Использование вакуумного оборудования позволяет получать напыление металлов с максимальным коэффициентом адгезии, увеличивается скорость протекания процесса, покрытия отличаются повышенной твердостью и химической устойчивостью. Недостаток – высокая энергоемкость процесса. Кроме того, вакуумное напыление не рекомендуется использовать для деталей со сложным профилем поверхностей.

Также мы производим

Воздуховоды хим стойкие

В разделе представлены цилиндрические и прямоугольные воздуховоды. Специалисты и менеджеры компании Пласт Продукт помогут подобрать и рассчитают цену любой интересующей вас продукции. Воздуховоды применяются на промышленных и бытовых объектах, устойчивы к химии и коррозии.

Вентиляторы промышленные коррозионностойкие и химстойкие

Промышленные химически стойкие вентиляторы Plast-Product – предназначенные для гальванических цехов и производственных помещений с агрессивными испарениями. Производятся из хим стойких пластиков Полипропилен ПНД, ПВХ и ПВДФ. Материал и характеристики подбираются в зависимости от задач заказчика.

Фильтры волокнистые гальванические (ФВГ, ФКГ)

Фильтры волокнистые гальванические предназначены для высокоэффективной очистки воздушных вентиляционных выбросов от жидких и растворимых в воде твердых аэрозольных частиц и паров в гальванических, травильных и химических производствах; из вытяжных шкафов, лабораторных помещений; моечных камер для струйной обработки поверхностей. Могут использоваться в пищевой промышленности.

Скруббер

Компания Plast-Product производит скрубберы абсорберы и центробежно-барботажные установки, аппараты которые используются для очистки воздуха от пыле-газо-воздушных смесей и токсичных испарений.

Технология напыления

Расплавление высокотемпературным источником энергии распыляемого материала с образованием двухфазного газопорошкового потока, с формированием покрытия, как правило, толщиной 0,1-1 мм и нагреве напыляемой детали не более 150°С.

В зависимости от используемого источника энергии существуют следующие способы напыления:

газопламенное, с использованием тепла сгорания горючих газов (ацетилена, пропан-бутана и др.) в смеси с кислородом или сжатым воздухом;
электродуговое, при плавлении двух проволок электрической дугой и распылении сжатым воздухом расплавленного металла;
детонационное, в котором перенос и нагрев порошкового материала осуществляется ударной волной, образующейся в результате взрыва горючей смеси и выделении при этом теплоты;
плазменное, где нагрев и разгон наносимого порошкового материала осуществляется плазменной струёй;
высокоскоростное (HVOF, HVAF), когда порошковый материал подается в камеру сгорания смеси, содержащей кислород и горючие газы (водород, пропан, метан) или горючее (керосин), с последующим его прохождением через расширяющееся сопло Лаваля;
холодное газодинамическое - нанесение покрытий из пластичных порошковых материалов (в смеси с оксидом алюминия) при их разгоне сверхзвуковыми газовыми струями, нагретыми до температуры 300-1000°С.

Назначение

Нанесение функциональных покрытий и восстановление размеров изношенных и бракованных поверхностей с использованием металлических, керамических, металлокерамических, полимерных и других материалов.

За счет нанесения покрытий поверхности деталей могут приобретать улучшенные характеристики износостойкости, антифрикционности, термостойкости, жаростойкости, эрозионной стойкости, фреттингостойкости, кавитационной стойкости, коррозионной стойкости, электроизоляционных и теплоизоляционных свойств, поглощения или отражения излучения и др.

Выбор

Состоит из определения способа напыления (см. табл.), напыляемого материала, оборудования, технологических режимов для получения заданных свойств покрытия. Параметры режима работы оборудования, связанные с тепловой мощностью и скоростью истечения энергетической струи, выбираются с учетом коэффициента использования материала, адгезии, пористости, проплавляемости покрытия, количественного распределения оплавленных частиц по пятну напыления и других характеристик.

Выбор материала для формирования покрытия определяется условиями эксплуатации напыляемых деталей, требованиями к его толщине и физико-механическим характеристикам после напыления и обработки. Практически, известно около 100 видов распыляемых материалов.

Технико-экономические показатели видов напыления

Метод напыления	Вид напыляемого материала	Оптимальная толщина покрытия	Температура пламени, дуги, детонации, струи	Скорость истечения пламени, дуги, детонации, струи	Скорость частиц	Прочность сцепления покрытия с основой	Пористость покрытия	Производительность процесса - металл	Производительность процесса - керамика	Коэф-фициент исполь-зования материала	Уровень шума
Метод напыления	Вид напыляемого материала	мм	К	м/с	м/с	МПа	%	кг/ч		%	дБ
Газопламенный	порошок, проволока	0,1-1,0	3463 (С2Н2+О2)	150-160	20-80	5-25	5-25	3-10	1-2,5	70-90	70-110
Электродуговой	проволока		5300-6300	100-300	50-150	10-30	5-15	2-50	75-95	75-120
Детонационный	порошок		2500-5800	2000-3000	600-1000	10-160	0,5-6	0,1-6,0	0,5-1,5	25-60	125-140
Плазменный - в инертных средах	порошок, проволока		5000-15000	50-400	10-60	2-15	0,5-8 (20-60 кВт)		70-90	75-115
Плазменный - в активных средах				1000-1500	15	5	70-90	110-120
Плазменный - в разряженных средах				2900	500-1000	70-80	0,5-1	≤75
Высокоскоростной	порошок		2500-3000	2600	350-500	10-160	0,3-1	3-4	40-75	100-120

Преимущества

высокая универсальность процессов, позволяющая наносить покрытия широкого функционального назначения, а также восстанавливать размеры изношенных деталей;
малое термическое воздействие на напыляемую основу (интегральная температура нагрева деталей при напылении не превышает 150°С), что позволяет исключить нежелательные структурные превращения в ней и избежать деформаций;
нанесение покрытий на детали, изготавливаемые практически из любого материала;
отсутствие ограничений по размерам напыляемых изделий;
нанесение покрытий на локальные поверхности;
нанесение многослойных покрытий разнородными материалами;
высокая технологичность процесса, в связи с гибкостью регулирования параметров режима;
получение регламентируемой однородной пористости покрытия для использования в условиях работы со смазкой поверхностей скольжения;
положительное влияние на усталостную прочность основы, за счет получения при напылении слоистой структуры покрытия;
нанесение равномерного покрытия с минимальными припусками для последующей механической обработки;
эксплуатация, в отдельных случаях, напыленных деталей без последующей механической обработки;
использование напыления для формообразования деталей или аддитивных процессов (напыление производят на поверхность формы-оправки, которую после окончания процесса удаляют, и остается оболочка из напыленного материала);
высокая производительность и автоматизация процесса.

Фотографии производства

Недостатки

нестойкость напыленных покрытий к ударным механическим нагрузкам (кроме оплавляемых);
анизотропия свойств; низкий коэффициент использования напыляемого материала при нанесении покрытий на мелкоразмерные детали;
обязательное использование перед процессом напыления активационной обработки (например, абразивно-струйной);
выделение в процессе напыления аэрозолей напыляемых материалов и побочных газов;
повышенный уровень шума, а в случаях связанных с электрической дугой - ультрафиолетового излучения.

Ссылки на книги и статьи

услуги по восстановлению размеров и нанесению функциональных покрытий;
поставка оборудования и материалов для процессов сварки, пайки, наплавки, напыления, осаждения, аддитивных технологий (например, газопламенного, плазменного, высокоскоростного и детонационного напыления, плазменной наплавки, электроискрового легирования, порошковые дозаторы, приборы контроля);
проведение НИОКР в области инженерии поверхности, трибологии покрытий, плазменных методов обработки, выбора оптимальных покрытий и методов их нанесения;
обучение, консалтинг в области наплавки, напыления, упрочнения, модификации, закалки.

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Оборудование для напыления

ООО «Плазмацентр» поставляет различные виды оборудования для напыления, к которому относится горелки для газопламенного напыления, оборудование для микроплазменного напыления, оборудование для высокоскоростного напыления. Также возможна поставка оборудования для плазменного напыления и оборудования для детонационного напыления.

Если Вы не знаете какая технология напыления подойдет для решения Вашей задачи, пришлите нам запрос с указанием требований к покрытию и условиями эксплуатации изделий и наши специалисты подберут оптимальное оборудование.

Помимо поставки оборудования мы также готовы поставить технологию и провести обучение.

Ко всему предлагаемому оборудованию мы занимаемся поставкой запасных частей и расходных материалов.

Изготовление деталей и изделий с функциональными свойствами поверхности, например, износостойкостью (за исключением деталей, испытывающих ударно-абразивное изнашивание), антифрикционностью, коррозионностойкостью, жаростойкостью, кавитационностойкостью, эрозионностойкостью, электроизоляцией, стойкостью против фреттинг-коррозии, декоративными характеристиками и др. Использование для восстановления размеров изношенных и бракованных поверхностей, нанесения ретенционных покрытий в стоматологии.

Установка предназначена для сверхзвукового (высокоскоростного) газопламенного порошкового напыления (метод HVOF) c использованием горелки с аксиальной подачей порошка в камеру сгорания газов и последующим прохождением газопорошковой смеси через расширяющееся сопло Лаваля

Горелка является универсальным многоцелевым оборудованием предназначенным для газопламенного порошкового напыления и наплавки порошков на основе железа, никеля, кобальта, меди, а также нанесения керамических покрытий и баббита.

EuTronic ® Arc Spray 4 - прочный, надежный и простой в использовании спрей. Пистолет и механизм подачи проволоки подключены к источнику питания с силой тока 350 А. Данный источник имеет высокий уровень изоляции, что обеспечивает высокую надежность в самых жестких условиях работы.

услуги по восстановлению деталей, нанесению покрытий, напылению в вакууме, микроплазменному напылению, электроискровому легированию, плазменной обработке, аттестации покрытий, напылению нитрида титана, ремонту валов, покрытию от коррозии, нанесению защитного покрытия, упрочнению деталей;
поставка оборудования для процессов финишного плазменного упрочнения, сварки, пайки, наплавки, напыления (например, газотермического, газопламенного, микроплазменного, высокоскоростного и детонационного напыления), электроискрового легирования, приборов контроля, порошковых дозаторов, плазмотронов и другого оборудования;
поставка расходных материалов, таких как сварочная проволока, электроды, прутки для сварки, порошки для напыления, порошки для наплавки, порошки для аддитивных технологий, проволока для наплавки и другие материалы для процессов сварки, наплавки, напыления, аддитивных технологий и упрочнения;
проведение НИОКР в области инженерии поверхности, трибологии покрытий, плазменных методов обработки, выбора оптимальных покрытий и методов их нанесения; , консалтинг в области наплавки, напыления, упрочнения, модификации, закалки.

Оборудование компании «Плазмацентр»

Безвакуумное и бескамерное нанесение методом ФПУ функциональных (износостойких, антифрикционных, температуроустойчивых, трибологических, диэлектрических, алмазоподобных, биосовместимых, бактерицидных и др.) нанокомпозитных покрытий толщиной до 3 мкм на детали машин, механизмов, оборудования, технологической оснастки, имплантатов и инструмент с целью увеличения их ресурса, надежности и конкурентоспособности.

Нанесение функциональных покрытий с помощью импульсных плазменно-искровых разрядов в воздушной среде при периодическом контактировании электрода с изделием, вследствие чего осуществляется перенос и осаждение расходуемого материала электрода на поверхность изделия.

Изготовление деталей и изделий с износо- и/или коррозионностойкими свойствами поверхности, а также восстановление размеров изношенных и бракованных деталей за счет нанесения покрытий, работающих в условиях высоких динамических, знакопеременных нагрузок или подверженных абразивному изнашиванию.

Предназначены для использования в процессах газотермического напыления, наплавки, аддитивных технологий и других технологических процессах для дозированной транспортировки и подачи порошковых материалов различного фракционного состава и физико-механических свойств.

Это основной элемент оборудования для плазменных методов обработки материалов.

Определение толщины тонкопленочных (в основном, толщиной не более 10 мкм) покрытий, наносимых с использованием PVD и CVD процессов.

Горелка SuperJet S Eutalloy предназначена для наплавки самофлюсующихся порошковых материалов на основе NiCrBSi, NiBSi или CoBSi по технологии Eutalloy, разработанной и запатентованной компанией Castolin Eutectic, с целью получения износостойких покрытий для защиты от разных типов износа.

Ацетилен-кислородная горелка CastoFuse для проплавления и нагрева порошков серии Eutalloy® RW.

EuTronic® GAP 3511 – оптимальный выбор для автоматической и ручной плазменной сварки и наплавки.

Сварочное оборудование компании Castolin-Eutectic

Поставка расходных материалов и оборудования для процессов наплавки, напыления и упрочнения.
Оказание услуг по ремонту, восстановлению, нанесению покрытий и упрочнению следующих деталей: ковочные штампы, обрезные штампы, лезвия ножниц, детали для горячей обработки, буры, молотки, ударные планки дробилок.
Изготовление и адаптацию оборудования для восстановления деталей.
Проведение НИОКР и совместных исследований, разработок и внедрений.
Обучение специалистов заказчика, консультации, сервис.

Читайте также: