Giới thiệu về công nghệ phun phủ

**haihoang_boy** · #1 25-09-2016, 08:26 PM

I- Công nghệ bề mặt :

Tạo ra cho bề mặt mọi chi tiết, thiết bị, vật dụng có chức năng nhất định luôn là yêu cầu nhất thiết trong công nghiệp và đời sống. Các chức năng yêu cầu thường gặp là : bền hóa học, bền ăn mòn, bền cơ học ( chống mài mòn, xước, biến dạng, vv… ), dẫn điện , dẫn từ, cứng, dẻo, vv….Công nghệ bề mặt ( mạ, nhúng , phun, biến tính, gia công đánh bóng, sơn phủ, vv… ) để phục vụ tạo ra các chức năng đó cho bề mặt.

[Chỉ có thành viên mới có thể nhìn thấy links. Bạn hãy nhấn vào đây để đăng ký...]

II- Nguyên lý của công nghệ phun phủ :

Công nghệ phun phủ gồm các phương pháp chính sau :
* Phun phủ bằng lửa khí hàn oxi-axetylen, nguyên liệu dùng ở dạng bột hoặc dây.
* Phun phủ bằng plasma, nguyên liệu dùng ở dạng bột.
* Phun phủ bằng phương pháp HVOF ( High Velocity Oxygen – Fuel ), nguyên liệu dùng ở dạng bột.
* Phun phủ bằng qúa trình nổ các hỗn hợp khí trong súng phun, gọi tắt là phương pháp phun nổ, nguyên liệu dùng ở dạng bột.

Nguyên liệu dùng trong phu phủ là :
* Kim loại ở dạng dây, que hoặc bột ( Fe, Ni,Cr, Al, Mo, Co, Cu, Ti, W )
* Bột gốm ( các oxýt : Al2O3, TiO2 , Cr2O3, ZrO2, vv…)
* Bột gốm kim loại ( hỗn hợp cơ học giữa oxyt với kim loại và hợp kim )
* Bột hợp kim cứng ( cacbit W, Cr, Ti vv… và hỗn hợp chúng với Co, Ni )
* Vật liệu siêu cứng, gồm cả kim cương.

Mỗi phương pháp dùng một số loại nguyên liệu nhất định. Khi phun phủ, nguyên liệu được nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy ( hoặc đến nhiệt độ xác định, tùy theo phương pháp ).Chúng được phun lên bề mặt cần phủ với áp lực và tốc độ cao. Trên bề mặt chúng liên kết lại thành lớp phủ xốp. Sự liên kết giữa các hạt chủ yếu bằng qúa trình chảy kết và bám dính lên bề mặt bằng lực cơ học.Bề mặt vật phủ có nhiệt độ thấp nên không sảy ra qúa trình khuyếch tán.

Phương pháp này dùng nguyên liệu bột đã nêu trên tạo ra các loại lớp bề mặt :
* Bảo vệ chống mài mòn
* Dẫn điện
* Cách nhiệt
* Tương thích sinh học với cơ thể sống.
* Nhiều tính chất đặc biệt khác.

Phương pháp phun nổ được sử dụng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp : chế tạo máy, hàng không, tên lửa, đóng tàu, dầu khí, luyện kim vv..Một vài hình ảnh mô tả sự ứng dụng :

+ Các chốt ngõng

+ Trục bánh răng chủ trong tuabin đ/cơ máy bay lên thẳng

+ Chi tiết tuabin thủy lực được phủ lớp WC-12 Co

+ Bộ nắp tầng 2 tuabin đ/cơ máy bay lên thẳng

+ Piston của động cơ đốt trong

+ Trục khuỷu trong động cơ đốt trong

+ Xu páp của đ/cơ đốt trong

Ưu điểm của phương pháp phun nổ :

Lớp phủ lên bề mặt cần phải có đô bám dính cao với bề mặt, độ xốp thấp. Khi thực hiện phun phủ nhiệt dẫn xuống bề mặt càng ít càng tốt để tránh rộp tế vi và biến dạng bề mặt. Theo số liệu trên ta thấy phương pháp phun nổ có nhiều ưu điểm hơn các phương pháp khác với mức chi phí đầu tư trung bình.

Để thực hiện chúng ta cần :
* Thiết bị : súng phun nổ và máy móc đi kèm
* Bột nguyên liệu
* Qui trình công nghệ.

Phun phủ kim loại là công nghệ không thể thiếu trong các lĩnh vực kim loại, luyện kim; điện – điện tử, cơ khí.…Mục đích sử dụng của công nghệ này là bảo vệ chống gỉ ở các môi trường khí quyển, môi trường nước, tạo các lớp phủ có khả năng làm việc trong các điều kiện kỹ thuật đặc biệt như nhiệt độ cao, chịu ma sát, sửa chữa các khuyết tật của vật đúc hoặc các khuyết tật xuất hiện khi gia công cơ khí, tạo các lớp bảo vệ và trang trí cho các công trình mỹ thuật.

Với các tính năng đặc biệt như vậy, loại công nghệ này đặc biệt cần thiết cho nhiều lĩnh vực của đời sống. Đáp ứng nhu cầu này, Phòng Thử nghiệm nhiệt đới và môi trường – Viện Kỹ thuật Nhiệt đới thuộc Viện KH&CN Việt Nam đã chế tạo ra loại công nghệ phun phủ kim loại cung cấp cho các doanh nghiệp.

Theo nhà cung cấp, nguyên lý làm việc của công nghệ phun phủ là kim loại lỏng được dòng khí nén thổi làm phân tán thành các hạt sương mù rất nhỏ, bắn lên bề mặt đã được làm sạch của vật cần phủ, như vậy sẽ tạo ra một lớp kim loại dày phủ lên trên. Phun phủ kim loại có thể phủ được các kim loại nguyên chất, các hợp kim của chúng lên bề mặt kim loại hoặc lên các bề mặt cứng khác như gốm sứ, bê tông, gỗ,…

Để thực hiện phun kim loại, người ta sử dụng các thiết bị phun có đầu phun (Pistolet). Nguyên liệu đầu vào có thể là kim loại dạng dây hoặc dạng bột. Các đầu phun kim loại có thể làm việc theo một trong ba nguyên lý làm nóng chảy kim loại là dùng hồ quang điện, dùng ngọn lửa của khí cháy hoặc dùng plasma.

Ưu điểm của công nghệ phun phủ kim loại ( có thể xem hình vẽ ở trên theo các số liệu ) do Phòng thử nghiệm Nhiệt đới và Môi trường thuộc Viện KH&CN Việt Nam cung cấp là có thể giúp doanh nghiệp tiết kiệm kim loại quý, thay thế kim loại màu bằng kim loại phun. Sử dụng phương pháp phun phủ kim loại này không bị hạn chế bởi độ lớn, nhỏ của vật phủ do thiết bị phun rất dễ dàng di động và có thể xách tay. Công nghệ này rất thích hợp cho việc tạo lớp phủ mới hoặc phục hồi các công trình, kết cấu có kích thước lớn bất kỳ, cũng như các chi tiết máy móc nhỏ – Tạo các lớp phủ bề mặt có độ dày như ý muốn. Đặc biệt, so với một số phương pháp tạo lớp phủ khác như phương pháp mạ hoặc phương pháp nhúng kim loại nóng chảy, công nghệ phun phủ kim loại có hiệu quả kinh tế cao hơn và sử dụng nguyên liệu dưới dạng dây kim loại là những vật liệu dễ kiếm trên thị trường. Yêu cầu kỹ thuật trong vận hành lắp đặt công nghệ này không quá phức tạp với điện 3 pha, công xuất 15kW; nhà xưởng, đất đai: tối thiểu 60-100 mét vuông và nguyên liệu là các bộ phận liên quan đến khí nén phải đặt ở nơi dễ thao tác, đảm bảo an toàn về chống cháy, nổ. Khu vực đặt máy phun cần thoáng khí.