مجتبی ورشاوی
عضو جدید
در مکانیک کلد کردن به معنای پوشش دار نمودن قطعه است .
این عمل می تواند بوسیله رسوب از الکترولیت شکل بگیرد ویا آنکه مانند بخار بروی فلز بنشیند ویا اینکه که پودر مذاب به آن شلیک شود
برای جستجو لاتین metal cladding میتوانید با این لینک دنبال کنید .
1-پاشش حرارتی
پاشش حرارتی عنوانی عمومی برای دسته ای از فرایندهای پوشش دهی است که برای اعمال پوشش های فلزی و غیرفلزی به کار می رود. این فرایندها به سه دسته اصلی تقسیم می شوند که عبارتند از: پاشش شعله ای، پاشش قوس الکتریکی و پاشش قوس پلاسمایی. ماده پوششی به شکل های پودر، میله سرامیکی و یا سیم وجود دارد.
تاریخچه
در اوایل دهه 1900 میلادی دکتر شوپ و همکارانش تجهیزات و فرایندی را برای تولید پوشش با استفاده از فلزات مذاب و پودری شکل توسعه دادند. سالها بعد در سال 1912 میلادی تلاشهای آنها منجر به ساخت اولین دستگاه برای پاشش فلزات جامد سیمی شکل شد. این فرایند در ابتدا با عنوان فلز کاری یا فلز پاشی شناخته شد. این فرایند ابتدایی، اخیراً به انواع بسیار پیشرفته پاشش شعله ای و پاشش سوخت اکسیژنی تبدیل شده است. سایر روش های پاشش سوخت اکسیژنی شامل سیم، پودر فلزی و غیرفلزی، فلز مذاب، میله سرامیکی، تفنگ انفجاری و سوخت اکسیژنی با سرعت بالا (HVOF) می شود. علاوه بر استفاده از واکنش های شیمیایی و احتراقی، برای نرم نمودن مواد مصرفی ورودی به تفنگ پاشش حرارتی می توان از جریان الکتریکی نیز استفاده نمود. به طور معمول، انرژی الکتریکی برای ایجاد منبع حرارتی استفاده می شود. مهمترین روش های تجارتی که از روش های الکتریکی برای پاشش استفاده می نمایند شامل پاشش پلاسما، قوس الکتریک و پاشش پلاسما RF می باشد. بر اساس نوع منبع حرارتی مورد استفاده، دشته بندی روش های پاشش حرارتی را می توان به شکل زیر داشت:
روش های پاشش حرارتی
پاشش شعله ای
پاشش شعله ای پودری
در روش شعله ای پودری، پودر وارد شعله شده، ذوب می شود و توسط جت هوا به سمت قطعه کار حمل می شود. سرعت ذرات نسبتاً پایین (کمتر از 100 متر بر ثانیه) و استحکام پیوند پوشش کمتر از روش های پاشش پر سرعت تر است. میزان تخلخل بسته به پارامترهای پاشش داشته و میزان آن بیشتر از میزان تخلخل در پاشش HVOF است. نرخ پاشش معمولاً در گستره 5/0 تا 9 کیلوگرم بر ساعت بوده و مواد با نقطه ذوب پایین تر نرخ بالاتری از پاشش را دارند. دمای سطح زیرلایه می تواند به مقادیر بالا نیز برسد که بایستی مقدار آن را کنترل نمود.
پاشش شعله ای سیم
در پاشش شعله ای سیم، اولین کاربرد شعله ذوب نمودن ماده ورودی است. سپس جریانی از هوا ماده مذاب را اتمایز نموده و به سمت قطعه کاری حمل می نماید. نرخ پاشش برای موادی نظیر فولادهای زنگ نزن 5/0 تا 9 کیلوگرم بر ساعت است. همچنین مواد با نقطه ذوب پایین تر مانند روی و آلیاژهای قلع نرخ پاشش بالاتری را دارند. دمای زیرلایه در گستره 95 تا 200 درجه سانتی گراد است.
پاشش تفنگ انفجاری
در فرایند تفنگ انفجاری پودر به همراه اکسیژن و سوخت در یک لوله تقریباً یک متری وارد می شود. جرقه موجب شعله ور شدن مخلوط شده و انفجار کنترل شده ای را به سمت مجرای خروجی ایجاد می کند. دما و فشار بالا موجب حرکت پودر به شمت زیرلایه می شود. استحکام پیوند بسیار بالا و چگالی مناسب به همراه میزان کم اکسید شدن پودر در مزایای این فرایند است.
پاشش سوخت اکسیژنی با سرعت بالا HVOF
در اوایل دهه 1980 میلادی برونینگ و ویتفیلد با استفاده از فناوری موتور موشک تکنیک جدید پاشش پودر را معرفی نمودند. این روش با عنوان HVOF شناحته شد. فرایند از ترکیب اکسیژن با انواع مختلفی از سوخت ها مانند هیدروژن، پروپان و کاروسین استفاده می نماید. در محفظه احتراق، مواد پوشش وارد شده و به سمت زیرلایه شتاب می گیرند. فشار و سرعت بسیار بالای حرکت ذرات (پنج برابر سرعت صوت) موجب ایجاد پوشش هایی با بالاترین چگالی نسبی و کمترین میزان تخلخل و البته بیشتری استحکام پیوند می شود.
پاشش پلاسمایی
پلاسمای سنتی
پاشش پلاسمایی سنتی به عنوان پاشش پلاسمایی در هوا یا اتمسفر خوانده می شود (APS). دمای پلاسما در ناحیه گرمایش پودر به 6000 تا 15000 درجه سانتی گراد می رسد که به طور محسوسی بالاتر از نقطه ذوب مواد شناحته شده است. برای ایجاد پلاسما گاز خنثی مانند آرگون توسط قوس جریان متناوب گرم می شود. نرخ پاشش به طراحی تفنگ پاشش، گازهای پلاسما و خواص ماده بستگی دارد.
پلاسمای خلا
پاشش پلاسمایی در خلا (VPS) در محفظه با فشار بسیار پایین انجام می شود. در فشار پایین، پلاسما با قطر و طول بزرگتر ایجاد شده و سرعت بالاتری به دست می دهد. عدم حضور اکسیژن موجب ایجاد پوشش های با چسبندگی مناسب به زیرلایه خواهد شد.
مزایا
1. فناوری با سرعت جت (فراصوت)
2. احتراق مخلوطی از گازها مثل هیدروژن و اکسیژن و ...
3. حرکت شعله در درون نازل با سرعت فراصوت
4. تزریق پودر ماده پوششی درون شعله
5. انتقال ذرات به سطح زیرلایه با سرعت فراصوت
6. گرمایش ذرات تا دماهای متعادل درون شعله
7. انرژی حرارتی پایین تر/انرژی سینتیکی بیشتر در مقایسه با سایر روش های پاشش حرارتی
8. بالاترین استحکام پیوند در میان فرایندهای پاششی
9. اکسیداسیون کم در ماده پوششی
10. نرخ بالاتر تغذیه پودر:
- بالاتر از kg/hr 3/11 برای پودرهای فلزی
- بالاتر از kg/hr 1/9 برای پودر تنگستن کارباید
11. حساسیت کمتر به اندازه ذرات پودر نسبت به روش HVOF2- رسوب فزیکی
2-رسوب فزیکی
رسوب فیزیکی بخار PVD فرایند رسوب فیزیکی بخار ، فرایندی برای لایه نشانی انواع مواد بر روی زیرلایه های مختلف با استفاده از فاز بخار می باشد. نقطه آغازین این فرایند تلاش های انجام گرفته در دهه 1800 میلادی بود. صنعتی شده رسوب فیزیکی بخار به سال های پس از جنگ جهانی دوم باز می گردد.
رسوب فیزیکی بخار شامل سه روش مختلف رسوب دهی است. تبخیر، پراکنش و قوس کاتدی روش های محتلف به کار رفته برای رسوب فیزیکی بخار است.
رسوب فیزیکی بخار فرایندی دوستدار محیط زیست است که تحت خلا انجام شده و امکان اعمال پوشش های ظریف با ضخامن یکنواخت و سختی مناسب را در اختیار کاربر قرار می دهد. اجزا مختلف با گستره ای از جنس های متفاوت از فولاد تا انواع پلاستیک را می توان با استفاده از این فرایند تحت پوشش دهی قرار داد.
مزایا
1. پوشش های PVD در گستره ای از دماهای مختلف از دمای اتاق تا دمای 500 درجه سانتی گراد امکان اعمال بر روی قطعات را دارند.
2. PVD پوششی بسیار یکنواخت را نتیجه داده و چسبندگی پوشش با زیرلایه را در مقایسه با برخی از روش های پوشش دهی، تا بیش از شش برابر افزایش می دهد.
3. در مقایسه با افزایش طول عمر و کیفیت بالای پوشش های PVD، هزینه آن منطقی و حتی پایین ارزیابی می شود.
4. رنگ زیبای حاصل از اکثر پوشش های PVD امکان استفاده از آن در قطعات لوکس و دکوری را نیز فراهم نموده است.
این عمل می تواند بوسیله رسوب از الکترولیت شکل بگیرد ویا آنکه مانند بخار بروی فلز بنشیند ویا اینکه که پودر مذاب به آن شلیک شود
برای جستجو لاتین metal cladding میتوانید با این لینک دنبال کنید .
1-پاشش حرارتی
پاشش حرارتی عنوانی عمومی برای دسته ای از فرایندهای پوشش دهی است که برای اعمال پوشش های فلزی و غیرفلزی به کار می رود. این فرایندها به سه دسته اصلی تقسیم می شوند که عبارتند از: پاشش شعله ای، پاشش قوس الکتریکی و پاشش قوس پلاسمایی. ماده پوششی به شکل های پودر، میله سرامیکی و یا سیم وجود دارد.
تاریخچه
در اوایل دهه 1900 میلادی دکتر شوپ و همکارانش تجهیزات و فرایندی را برای تولید پوشش با استفاده از فلزات مذاب و پودری شکل توسعه دادند. سالها بعد در سال 1912 میلادی تلاشهای آنها منجر به ساخت اولین دستگاه برای پاشش فلزات جامد سیمی شکل شد. این فرایند در ابتدا با عنوان فلز کاری یا فلز پاشی شناخته شد. این فرایند ابتدایی، اخیراً به انواع بسیار پیشرفته پاشش شعله ای و پاشش سوخت اکسیژنی تبدیل شده است. سایر روش های پاشش سوخت اکسیژنی شامل سیم، پودر فلزی و غیرفلزی، فلز مذاب، میله سرامیکی، تفنگ انفجاری و سوخت اکسیژنی با سرعت بالا (HVOF) می شود. علاوه بر استفاده از واکنش های شیمیایی و احتراقی، برای نرم نمودن مواد مصرفی ورودی به تفنگ پاشش حرارتی می توان از جریان الکتریکی نیز استفاده نمود. به طور معمول، انرژی الکتریکی برای ایجاد منبع حرارتی استفاده می شود. مهمترین روش های تجارتی که از روش های الکتریکی برای پاشش استفاده می نمایند شامل پاشش پلاسما، قوس الکتریک و پاشش پلاسما RF می باشد. بر اساس نوع منبع حرارتی مورد استفاده، دشته بندی روش های پاشش حرارتی را می توان به شکل زیر داشت:
روش های پاشش حرارتی
پاشش شعله ای
پاشش شعله ای شامل پاشش پودر با سرعت پایین، پاشش میله، پاشش سیم و پاشش های پر سرعت مانند HVOF و تفنگ انفجاری است.
روش پاشش حرارتی که در آن ماده پاششی به شکل پودر می باشد.
پاشش شعله ای سیم
روش پاششی که در آن مواد پوشش به صورت سیم وارد سیستم پاشش می شوند.
پاشش تفنگ انفجاری
فرایند پاشش حرارتی که در آن از انفجار کنترل شده مخلوط گاز و اکسیژن برای پاشش استفاده می شود.
پاشش سوخت اکسیژنی با سرعت بالا HVOF
در اوایل دهه 1980 میلادی برونینگ و ویتفیلد با استفاده از فناوری موتور موشک تکنیک جدید پاشش پودر را معرفی نمودند. این روش با عنوان HVOF شناحته شد. فرایند از ترکیب اکسیژن با انواع مختلفی از سوخت ها مانند هیدروژن، پروپان و کاروسین استفاده می نماید. در محفظه احتراق، مواد پوشش وارد شده و به سمت زیرلایه شتاب می گیرند. فشار و سرعت بسیار بالای حرکت ذرات (پنج برابر سرعت صوت) موجب ایجاد پوشش هایی با بالاترین چگالی نسبی و کمترین میزان تخلخل و البته بیشتری استحکام پیوند می شود.
پاشش پلاسمایی
فرایند پاشش حرارتی که در آن از نیروی پلاسما به عنوان منبع حرارتی استفاده می شود.
پاشش پلاسمایی سنتی به عنوان پاشش پلاسمایی در هوا یا اتمسفر خوانده می شود (APS). دمای پلاسما در ناحیه گرمایش پودر به 6000 تا 15000 درجه سانتی گراد می رسد که به طور محسوسی بالاتر از نقطه ذوب مواد شناحته شده است. برای ایجاد پلاسما گاز خنثی مانند آرگون توسط قوس جریان متناوب گرم می شود. نرخ پاشش به طراحی تفنگ پاشش، گازهای پلاسما و خواص ماده بستگی دارد.
پلاسمای خلا
پاشش پلاسمایی در خلا (VPS) در محفظه با فشار بسیار پایین انجام می شود. در فشار پایین، پلاسما با قطر و طول بزرگتر ایجاد شده و سرعت بالاتری به دست می دهد. عدم حضور اکسیژن موجب ایجاد پوشش های با چسبندگی مناسب به زیرلایه خواهد شد.
1. فناوری با سرعت جت (فراصوت)
2. احتراق مخلوطی از گازها مثل هیدروژن و اکسیژن و ...
3. حرکت شعله در درون نازل با سرعت فراصوت
4. تزریق پودر ماده پوششی درون شعله
5. انتقال ذرات به سطح زیرلایه با سرعت فراصوت
6. گرمایش ذرات تا دماهای متعادل درون شعله
7. انرژی حرارتی پایین تر/انرژی سینتیکی بیشتر در مقایسه با سایر روش های پاشش حرارتی
8. بالاترین استحکام پیوند در میان فرایندهای پاششی
9. اکسیداسیون کم در ماده پوششی
10. نرخ بالاتر تغذیه پودر:
- بالاتر از kg/hr 3/11 برای پودرهای فلزی
- بالاتر از kg/hr 1/9 برای پودر تنگستن کارباید
11. حساسیت کمتر به اندازه ذرات پودر نسبت به روش HVOF2- رسوب فزیکی
2-رسوب فزیکی
رسوب فیزیکی بخار PVD فرایند رسوب فیزیکی بخار ، فرایندی برای لایه نشانی انواع مواد بر روی زیرلایه های مختلف با استفاده از فاز بخار می باشد. نقطه آغازین این فرایند تلاش های انجام گرفته در دهه 1800 میلادی بود. صنعتی شده رسوب فیزیکی بخار به سال های پس از جنگ جهانی دوم باز می گردد.
رسوب فیزیکی بخار شامل سه روش مختلف رسوب دهی است. تبخیر، پراکنش و قوس کاتدی روش های محتلف به کار رفته برای رسوب فیزیکی بخار است.
مزایا
1. پوشش های PVD در گستره ای از دماهای مختلف از دمای اتاق تا دمای 500 درجه سانتی گراد امکان اعمال بر روی قطعات را دارند.
2. PVD پوششی بسیار یکنواخت را نتیجه داده و چسبندگی پوشش با زیرلایه را در مقایسه با برخی از روش های پوشش دهی، تا بیش از شش برابر افزایش می دهد.
3. در مقایسه با افزایش طول عمر و کیفیت بالای پوشش های PVD، هزینه آن منطقی و حتی پایین ارزیابی می شود.
4. رنگ زیبای حاصل از اکثر پوشش های PVD امکان استفاده از آن در قطعات لوکس و دکوری را نیز فراهم نموده است.
آخرین ویرایش:
