Natryskiwanie plazmoweto wyrafinowany proces powlekania, w którym wykorzystuje się plazmę łukową jako źródło ciepła do topienia i osadzania materiałów na podłożu. Metoda ta jest szeroko stosowana w różnych gałęziach przemysłu w celu poprawy właściwości powierzchni materiałów, takich jak poprawa odporności na korozję, odporności na ciepło, odporności na zużycie i izolacji elektrycznej. Poniżej znajduje się szczegółowe omówienie sposobu wykonywania natryskiwania plazmowego.
Natryskiwanie plazmowe działa na zasadzie wytwarzania plazmy łukowej. Pomiędzy dwiema elektrodami, zwykle wykonanymi z materiałów nie podlegających zużyciu, powstaje łuk, który służy jako źródło ciepła. Przez łuk przepuszczany jest strumień gazu, takiego jak argon, azot lub wodór. Gaz ten jest jonizowany i podgrzewany do niezwykle wysokich temperatur, od 10 000 do 20 000 °C, tworząc strumień plazmy. Strumień plazmy wychodzi przez dyszę i kierowany jest na podłoże, na którym ma zostać nałożona powłoka.
Do wytworzenia łuku pomiędzy elektrodami wykorzystywany jest zasilacz wysokiego napięcia.
Łuk jest utrzymywany przez stabilny przepływ prądu, zwykle w zakresie od dziesiątek do setek amperów.
Do palnika plazmowego doprowadzany jest gaz obojętny lub reaktywny.
Gaz jest podgrzewany i jonizowany przez łuk, tworząc strumień plazmy o wysokiej temperaturze.
Palnik plazmowy jest centralnym elementem systemu natryskiwania plazmowego.
Znajdują się w nim elektrody i dysza, przez którą wychodzi strumień plazmy.
Materiał wsadowy, który może mieć postać proszku, drutu lub pręta, jest wprowadzany do strumienia plazmy.
Materiał jest podgrzewany i topiony przez plazmę, a stopione kropelki są przyspieszane w kierunku podłoża.
The substrate is cleaned and prepared to ensure good adhesion of the coating.
It may be preheated to reduce thermal shock during the coating process.
Etapy procesu natryskiwania plazmowego
Podłoże podgrzewa się wstępnie do temperatury zbliżonej do temperatury topnienia materiału wsadowego.
Pomaga to w zmniejszeniu naprężeń termicznych i poprawie wiązania pomiędzy powłoką a podłożem.
The feedstock material is introduced into the plasma jet either by a powder feeder or by melting a wire or rod.
Materiał jest podgrzewany i natychmiast topiony przez plazmę wysokotemperaturową.
Stopione kropelki są przyspieszane w kierunku podłoża za pomocą strumienia plazmy.
As the droplets hit the substrate, they spread and flatten, forming a layer of the coating.
Proces jest powtarzany, z osadzaniem wielu warstw w celu uzyskania pożądanej grubości powłoki.
Po osiągnięciu żądanej grubości powłoki palnik plazmowy wyłącza się.
Powlekane podłoże pozostawia się do powolnego ostygnięcia, aby uniknąć pęknięć i naprężeń wewnętrznych.
Rodzaj gazu i natężenie przepływu: Rodzaj i natężenie przepływu gazu wpływają na temperaturę plazmy i prędkość strumienia.
Zasilanie i prąd łuku: Prąd łuku kontroluje temperaturę plazmy i szybkość topienia materiału.
Właściwości materiału surowca: Skład chemiczny, wielkość cząstek i temperatura topnienia materiału surowca wpływają na właściwości powłoki.
Odległość natryskiwania i konstrukcja dyszy: Odległość pomiędzy dyszą a podłożem oraz konstrukcja dyszy wpływają na jednorodność powłoki i szybkość osadzania.
Plasma spraying is used in a wide range of applications, including:
Odporność na korozję i zużycie: Powłoki takie jak tlenki ceramiczne i metaliczne nakłada się w celu ochrony powierzchni przed korozją i zużyciem.
Thermal Barrier Coatings: Coatings like zirconia are used in aerospace and automotive industries to provide thermal insulation.
Izolacja elektryczna: Powłoki takie jak tlenek glinu nakłada się na elementy elektryczne w celu poprawy ich właściwości izolacyjnych.
Powłoki biomedyczne: Powłoki takie jak hydroksyapatyt są stosowane w implantach w celu poprawy ich biokompatybilności.
Natryskiwanie plazmoweto wszechstronny i wydajny proces powlekania, w którym wykorzystuje się plazmę wysokotemperaturową do topienia i osadzania materiałów na podłożu. Uważnie kontrolując parametry procesu, takie jak rodzaj gazu, prąd łuku, materiał wsadowy i odległość natryskiwania, można wytworzyć szeroką gamę powłok o różnych właściwościach. Technologia ta jest niezbędna w wielu gałęziach przemysłu ze względu na poprawę wydajności i trwałości komponentów i produktów.
