Püskürtme yöntemleri

Püskürtme - yüzeyle çarpma üzerine çarpma üzerine biriken sıvı dağılmış parçacıkların püskürtülmesiyle kaplamaların oluşturulmasına yönelik teknolojik süreç. Parçacıkların soğuma hızı saniyede 10.000-100.000.000 derecedir, bu da püskürtülen kaplamanın çok hızlı kristalleşmesine ve düşük yüzey ısıtma sıcaklığına neden olur.

Kaplamalar, korozyon direncini, aşınma direncini, ısı direncini ve aşınmış düzeneklerin ve parçaların onarımını artırmak için püskürtülür.

Kaplamaları püskürtmenin birkaç yolu vardır:

1) Tel, toz veya çubukla alev püskürtme (Şekil 1, 2). Dağılan malzeme, yanıcı bir gazın (genellikle 1: 1 oranında bir asetilen-oksijen karışımı) yakılmasıyla bir gaz brülörünün alevinde eritilir ve basınçlı hava akımı ile yüzeye taşınır. Püskürtülen malzemenin erime sıcaklığı yanıcı karışımın alev sıcaklığından düşük olmalıdır (tablo 1).

Bu yöntemin avantajları, düşük ekipman maliyeti ve işletimidir.

Pirinç. 1. Alev teli püskürtme

Pirinç. 2.Posta teli püskürtme ekipmanının şeması: 1 - hava kurutucu, 2 - basınçlı hava deposu, 3 - yakıt gazı silindiri, 4 - redüktörler, 5 - filtre, 6 - oksijen tüpü, 7 - rotametreler, 8 - püskürtme meşalesi, 9 - tel besleme kanal

Tablo 1. Yanıcı karışımların alev sıcaklığı

2) İnfilak püskürtme (Şekil 3) saniyede birkaç devir gerçekleştirilir, her devir için püskürtülen tabakanın kalınlığı yaklaşık 6 mikrondur. Dağınık parçacıklar, yüksek sıcaklığa (4000 derecenin üzerinde) ve hıza (800 m/s'nin üzerinde) sahiptir. Bu durumda, ana metalin sıcaklığı düşüktür ve bu, termal deformasyonunu hariç tutar. Bununla birlikte, bir patlama dalgasının etkisiyle deformasyon meydana gelebilir ve bu, bu yöntemin uygulanmasının bir sınırlamasıdır. Patlatma ekipmanının maliyeti de yüksektir; özel bir kamera gereklidir.

Pirinç. 3. Patlama ile püskürtme: 1 — asetilen kaynağı, 2 — oksijen, 3 — nitrojen, 4 — püskürtme tozu, 5 — fünye, 6 — su soğutma borusu, 7 — detay.

3) Ark metalleşmesi (Şekil 4). Elektrometalizörün teline, biri anot, diğeri katot görevi gören iki tel beslenir. Aralarında bir elektrik arkı oluşur ve tel erir. Püskürtme basınçlı hava kullanılarak yapılır. İşlem doğru akım ile gerçekleşir. Bu yöntemin aşağıdaki avantajları vardır:

a) yüksek verimlilik (40 kg/saate kadar metal püskürtme),

b) Alev yöntemine göre yüksek yapışma özelliğine sahip daha dayanıklı kaplamalar,

c) farklı metallerden teller kullanma olasılığı, bir "sahte alaşım" kaplamanın elde edilmesini mümkün kılar,

d) düşük işletme maliyetleri.

Metal ark metalizasyonunun dezavantajları şunlardır:

a) Püskürtülen malzemelerin düşük besleme hızında aşırı ısınma ve oksitlenme olasılığı,

b) püskürtülen malzemelerin alaşım elementlerinin yanması.

Pirinç. 4. Elektrik ark metal kaplama: 1 — basınçlı hava kaynağı, 2 — tel besleme, 3 — meme, 4 — iletken teller, 5 — detay.

4) Plazma püskürtme (Şekil 5). Plazmatronlarda, anot su soğutmalı bir memedir ve katot bir tungsten çubuktur. Argon ve nitrojen, bazen hidrojen ilavesiyle, genellikle plazma oluşturucu gazlar olarak kullanılır. Memenin çıkışındaki sıcaklık birkaç on binlerce derece olabilir; gazın keskin bir şekilde genleşmesinin bir sonucu olarak, plazma jeti yüksek bir kinetik enerji kazanır.

Yüksek sıcaklıkta plazma püskürtme işlemi, refrakter kaplamaların uygulanmasına izin verir. Püskürtme modelinin değiştirilmesi, metalden organiklere kadar çok çeşitli malzemelerin kullanılmasını mümkün kılar. Bu tür kaplamaların yoğunluğu ve yapışması da yüksektir.Bu yöntemin dezavantajları: nispeten düşük verimlilik ve yoğun ultraviyole radyasyon.

Bu kaplama yöntemi hakkında daha fazla bilgiyi buradan edinebilirsiniz: Plazma Sprey Kaplamalar

Pirinç. 5. Plazma püskürtme: 1 — inert gaz, 2 — soğutma suyu, 3 — doğru akım, 4 — püskürtülen malzeme, 5 — katot, 6 — anot, 7 — kısım.

5) Elektrodarbeli püskürtme (Şekil 6). Yöntem, içinden bir kondansatörün elektriksel boşalması geçtiğinde bir telin patlayarak erimesine dayanır. Bu durumda telin yaklaşık %60'ı erir ve kalan %40'lık kısım gaz haline geçer. Eriyik, birkaç yüzden birinden birkaç milimetreye kadar çok küçük parçacıklardan oluşur.Boşalma seviyesi fazla ise telin içindeki metal tamamen gaza dönüşür. Parçacıkların püskürtülen yüzeye doğru hareketi, patlama sırasında gazın genişlemesinden kaynaklanmaktadır.

Yöntemin avantajları, hava yer değiştirmesi sonucu oksidasyon olmaması, kaplamanın yüksek yoğunluğu ve yapışmasıdır. Dezavantajlar, malzeme seçimindeki sınırlamayı (elektriksel olarak iletken olmalıdırlar) ve ayrıca kalın kaplamalar elde etmenin imkansızlığını içerir.

Pirinç. 6. Elektrik darbeli püskürtme şeması: CH — kapasitör için güç kaynağı, C — kapasitör, R — direnç, SW — anahtar, EW — tel, B — detay.

6) Lazer püskürtme (Şekil 7). Lazer püskürtmede toz, bir besleme nozulu aracılığıyla lazer ışınına beslenir. Lazer ışınında toz eritilir ve iş parçasına uygulanır. Koruyucu gaz oksidasyona karşı koruma görevi görür. Lazer püskürtmenin uygulama alanı, damgalama, bükme ve kesme için aletlerin kaplanmasıdır.

Alev, plazma, lazer ve patlatma püskürtme için toz malzemeler kullanılmaktadır. Tel veya çubuk — gaz alevi, elektrik arkı ve elektrik darbeli püskürtme için. Toz fraksiyonu ne kadar ince olursa, gözeneklilik o kadar küçük olur, yapışma o kadar iyi olur ve kaplamanın kalitesi o kadar yüksek olur. Her püskürtme yöntemi için püskürtülen yüzey, memeden en az 100 mm mesafede bulunur.

Pirinç. 7. Lazer püskürtme: 1 — lazer ışını, 2 — koruyucu gaz, 3 — toz, 4 — detay.

Püskürtülen parçalar

Kaplamaların püskürtülmesi uygulanır:

• parçaların güçlendirilmesi için genel makine mühendisliği (rulmanlar, makaralar, dişliler, dişli olanlar dahil göstergeler, makine merkezleri, kalıplar ve zımbalar, vb.);

• otomotiv endüstrisinde krank millerinin ve eksantrik millerinin, fren mafsallarının, silindirlerin, piston kafalarının ve segmanlarının, debriyaj disklerinin, egzoz valflerinin kaplanması için;

• havacılık endüstrisinde, gövdeyi astarlamak için nozülleri ve motorların diğer elemanlarını, türbin kanatlarını örtmek için;

• elektroteknik endüstrisinde - kapasitörlerin, anten reflektörlerinin kaplanması için;

• kimya ve petrokimya endüstrisinde - deniz ortamında çalışan metal yapıların korozyona karşı korunması için valfleri ve valf yuvalarını, nozülleri, pistonları, milleri, pervaneleri, pompa silindirlerini, yanma odalarını kaplamak için;

• tıpta - ozonatörlerin elektrotlarını, protezleri püskürtmek için;

• günlük yaşamda - mutfak ekipmanını (tabaklar, sobalar) güçlendirmek için.