Bereiding van nikkel-chroom-chroomcarbide-coatings door middel van ultrasoon spuiten

Supersonisch spuiten is een geavanceerde oppervlaktebehandelingstechnologie die gebruikmaakt van hogetemperatuur- en hogesnelheidsstralen om coatingmaterialen te smelten of gedeeltelijk te smelten en deze vervolgens met hoge snelheid op een substraatoppervlak af te zetten om een ​​hoogwaardige coating te vormen. Nikkel-chroom/chroomcarbide coatings, vervaardigd met behulp van supersonisch vlamspuiten, worden in deze categorie bijzonder veel gebruikt in industriële toepassingen.

I. Technische principes De supersonische vlamspuittechnologie maakt gebruik van de intense verbranding van brandstof (zoals kerosine, propaan of waterstof) met zuurstof onder hoge druk in een verbrandingskamer om een ​​gasstroom met hoge temperatuur en hoge druk te genereren. Deze gasstroom wordt versneld tot supersonische snelheden wanneer deze door een speciaal ontworpen Laval-sproeier stroomt, waardoor een stabiele hogesnelheidsstraal ontstaat. Het composietpoeder van nikkel-chroomlegering en chroomcarbide dat in het spuitproces wordt gebruikt, wordt in deze straal gevoerd, snel verhit tot een gesmolten of halfgesmolten toestand en raakt het voorbehandelde (bijvoorbeeld gezandstraalde) substraatoppervlak met extreem hoge snelheden (doorgaans meer dan 600 m/s). De gesmolten deeltjes spreiden zich uit op het substraat, koelen snel af, stapelen zich op en stollen, waardoor uiteindelijk een dichte, hechte cermetcoating ontstaat.

II. Kerneigenschappen van de coating De nikkel-chroom/chroomcarbide coating die met dit proces wordt vervaardigd, bezit de volgende uitstekende eigenschappen:

Uitstekende mechanische eigenschappen: De coating combineert een hoge hardheid met een goede taaiheid. De microhardheid varieert doorgaans van 760 HV tot 995 HV. De nikkel-chroomlegering, die als bindmiddel fungeert, zorgt voor een uitstekende taaiheid en hechtsterkte, terwijl de verspreide chroomcarbide harde fase de belangrijkste slijtvaste ondersteuning biedt. De gemiddelde hechtsterkte tussen de coating en het substraat bedraagt ​​meer dan 60 MPa.

Dichte microstructuur: Door de extreem hoge snelheid van de gespoten deeltjes vervormen deze volledig bij impact, wat resulteert in een strakke overlapping en waardoor de porositeit van de coating op een extreem laag niveau van 1-2% kan worden gehouden. Een lage porositeit is essentieel voor de uitstekende corrosie- en oxidatiebestendigheid van de coating.

Uitstekende prestaties bij hoge temperaturen: Deze coating behoudt stabiele prestaties gedurende een lange periode binnen een bedrijfstemperatuurbereik van 538℃ tot 900℃. Het materiaal behoudt een hoge hardheid bij hoge temperaturen en is aanzienlijk bestand tegen oxidatie en gaserosie. Studies tonen aan dat de weerstand tegen erosie door vaste deeltjes bij een hoge temperatuur van 620℃ enkele tot tien keer hoger is dan die van gewone hittebestendige staalsoorten.

Goede milieubestendigheid: De nikkel-chroomlegering als bindmiddel heeft zelf een goede oxidatie- en corrosiebestendigheid. In combinatie met chroomcarbide is de coating effectief bestand tegen oxidatie bij hoge temperaturen, zwavelcorrosie en erosie door diverse zoutnevels en chemische media.

III. Belangrijkste toepassingsgebieden

Lucht- en ruimtevaart: Gebruikt voor slijtvaste en schuurbestendige afdichtingen op hete onderdelen zoals compressorbladen en turbinebehuizingen van motoren.

Energie en stroom: Veel gebruikt voor bescherming tegen hoge temperaturen en verlenging van de levensduur van ketelleidingen in kolen- en gasgestookte energiecentrales, stoomturbinebladen en overgangssecties van gasturbines.

Industriële productie: Toegepast op belangrijke componenten zoals metallurgische walsen, hogetemperatuurkleppen, geleiders voor sinterovens, assen van petrochemische pompen en mechanische afdichtingsringen.

IV. Nikkel-chroom-chroomcarbide materialen geschikt voor ultrasoon spuiten.