Припрема никл-хром-хром-карбидних премаза суперсоничним прскањем

Суперсонично прскање је напредна технологија површинског инжењерства која користи млазеве високе температуре и велике брзине за топљење или делимично топљење материјала за премаз, а затим их наноси на површину подлоге великом брзином како би се формирао високоперформансни премаз. Међу њима, премази никл-хром/хром карбид припремљени суперсоничним пламенским прскањем се посебно широко користе у индустријским применама.

I. Технички принципи Технологија суперсоничног пламеног прскања користи интензивно сагоревање горива (као што су керозин, пропан или водоник) са кисеоником под високим притиском у комори за сагоревање да би се генерисао ток гаса високе температуре и високог притиска. Овај ток гаса се убрзава до суперсоничних брзина док пролази кроз специјално дизајнирану Лавалову млазницу, формирајући стабилан млаз велике брзине. Композитни прах легуре никл-хрома и хром карбида који се користи у процесу прскања се доводи у овај млаз, брзо се загрева до растопљеног или полурастопљеног стања и удара у претходно обрађену (нпр. пескарену) површину подлоге изузетно великим брзинама (обично преко 600 м/с). Растопљене честице се спљоште на подлози, брзо се хладе, гомилају и стврдњавају, на крају формирајући густ, чврсто везан кермет премаз.

II. Карактеристике језгра премаза Премаз никл-хром/хром карбид припремљен овим поступком поседује следећа изузетна својства:

Одлична механичка својства: Премаз комбинује високу тврдоћу са добром жилавошћу. Његова микротврдоћа се обично креће од 760 HV до 995 HV. Легура никл-хрома, која делује као везивна фаза, пружа одличну жилавост и чврстоћу везивања, док диспергована тврда фаза хром карбида пружа главну потпору отпорну на хабање. Просечна чврстоћа везивања између премаза и подлоге прелази 60 MPa.

Густа микроструктура: Због изузетно велике брзине распршених честица, оне се потпуно деформишу при удару, што резултира чврстом суперпозицијом и омогућава контролу порозности премаза на изузетно ниском нивоу од 1-2%. Ниска порозност је кључна за одличну отпорност премаза на корозију и отпорност на оксидацију.

Супериорне перформансе на високим температурама: Овај премаз одржава стабилне перформансе током дужег периода у опсегу радних температура од 538℃ до 900℃. Показује високу тврдоћу на високим температурама и значајну отпорност на оксидацију и ерозију гасом. Студије показују да је у окружењу са високом температуром од 620℃ његова отпорност на ерозију чврстих честица неколико до десет пута већа од оне код обичних челичних подлога отпорних на топлоту.

Добра отпорност на утицаје околине: Сама везивна фаза легуре никл-хрома има добру отпорност на оксидацију и корозију. Када се комбинује са хром карбидом, премаз ефикасно се одупире оксидацији на високим температурама, корозији сумпора и ерозији од разних спрејева соли и хемијских медија.

III. Главне области примене

Ваздухопловство: Користи се за заптивке отпорне на хабање и абразију на компонентама врућег дела мотора, као што су лопатице компресора мотора и кућишта турбина.

Енергија и снага: Широко се користи за заштиту од високих температура и продужење века трајања котловских цеви у термоелектранама на угаљ и гас, лопатица парних турбина и прелазних делова гасних турбина.

Индустријска производња: Примењује се на кључне компоненте као што су металуршки ваљци, вентили за високе температуре, водилице пећи за синтеровање, вратила петрохемијских пумпи и механички заптивни прстенови.

IV. Никл-хром-хром карбидни материјали погодни за надзвучно прскање.