Nikelio-chromo-chromo-karbido dangų paruošimas viršgarsiniu purškimu

Viršgarsinis purškimas yra pažangi paviršių inžinerijos technologija, kai aukštos temperatūros, didelio greičio srovės išlydo arba iš dalies išlydo dangų medžiagas, o tada dideliu greičiu jas nusodina ant pagrindo paviršiaus, kad susidarytų aukštos kokybės danga. Tarp jų nikelio-chromo/chromo karbido dangos, paruoštos viršgarsiniu liepsnos purškimu, yra ypač plačiai naudojamos pramonėje.

I. Techniniai principai. Viršgarsinio liepsnos purškimo technologija naudoja intensyvų kuro (pvz., žibalo, propano arba vandenilio) degimą su aukšto slėgio deguonimi degimo kameroje, kad būtų sukurtas aukštos temperatūros, aukšto slėgio dujų srautas. Šis dujų srautas, praeidamas pro specialiai suprojektuotą „Laval“ antgalį, pagreitinamas iki viršgarsinio greičio, suformuodamas stabilią didelio greičio srovę. Purškimo procese naudojami nikelio-chromo lydinio ir chromo karbido kompoziciniai milteliai tiekiami į šią srovę, greitai įkaitinami iki išlydytos arba pusiau išlydytos būsenos ir itin dideliu greičiu (paprastai viršijančiu 600 m/s) smūgiuoja į iš anksto apdorotą (pvz., smėliasrove nuvalytą) pagrindo paviršių. Išlydytos dalelės suplokštėja ant pagrindo, greitai atvėsta, sulipsta ir sukietėja, galiausiai sudarydamos tankią, sandariai surištą kermeto dangą.

II. Šerdies dangos charakteristikos Šiuo procesu pagaminta nikelio-chromo/chromo karbido danga pasižymi šiomis išskirtinėmis savybėmis:

Puikios mechaninės savybės: Danga pasižymi dideliu kietumu ir geru tvirtumu. Jos mikrokietumas paprastai svyruoja nuo 760 HV iki 995 HV. Nikelio ir chromo lydinys, veikiantis kaip rišiklio fazė, užtikrina puikų tvirtumą ir sukibimo stiprumą, o dispersinė chromo karbido kietoji fazė yra pagrindinė atspari dilimui atrama. Vidutinis dangos ir pagrindo sukibimo stipris viršija 60 MPa.

Tanki mikrostruktūra: dėl itin didelio purškiamų dalelių greičio jos visiškai deformuojasi smūgio metu, todėl susidaro glaudi superpozicija ir dangos poringumas gali būti kontroliuojamas itin žemame 1–2 % lygyje. Mažas poringumas yra pagrindinis dangos atsparumo korozijai ir oksidacijai veiksnys.

Puikus atsparumas aukštai temperatūrai: ši danga ilgą laiką išlaiko stabilias savybes esant darbinei temperatūrai nuo 538 ℃ iki 900 ℃. Ji pasižymi dideliu kietumo išlaikymu aukštoje temperatūroje ir dideliu atsparumu oksidacijai bei dujų erozijai. Tyrimai rodo, kad esant 620 ℃ aukštai temperatūrai, jos atsparumas kietųjų dalelių erozijai yra kelis ar dešimt kartų didesnis nei įprastų karščiui atsparių plieninių pagrindų.

Geras atsparumas aplinkos poveikiui: nikelio ir chromo lydinio rišiklio fazė pati savaime pasižymi geru atsparumu oksidacijai ir korozijai. Kartu su chromo karbidu danga efektyviai atspari oksidacijai aukštoje temperatūroje, sieros korozijai ir erozijai dėl įvairių druskos purslų ir cheminių medžiagų.

III. Pagrindinės taikymo sritys

Aviacija ir kosmosas: Naudojami atspariems dilimui ir dilimui sandarikliams ant karštųjų komponentų, tokių kaip variklio kompresoriaus mentės ir turbinų korpusai.

Energija ir galia: plačiai naudojami anglimi ir dujomis kūrenamų elektrinių katilinių vamzdžių, garo turbinų menčių ir dujų turbinų pereinamųjų sekcijų apsaugai nuo aukštos temperatūros ir jų tarnavimo laiko pailginimui.

Pramoninė gamyba: taikoma pagrindiniams komponentams, tokiems kaip metalurgijos volai, aukštos temperatūros vožtuvai, sukepinimo krosnių kreiptuvai, naftos chemijos siurblių velenai ir mechaniniai sandarinimo žiedai.

IV. Nikelio-chromo-chromo karbido medžiagos, tinkamos viršgarsiniam purškimui.