Технология нанесения металлических покрытий ДИМЕТ

ОЦПН разработана технология нанесения металлических покрытий ДИМЕТ, получившая название Холодное ГазоДинамическое Напыление Низкого Давления (англ. - Low Pressure Cold Spray - LPCS). В основе технологии лежит метод холодного газодинамического напыления (ХГДН или ХГН) покрытий, который состоит в том, что холодные частицы металла, движущиеся со сверхзвуковой скоростью, прочно закрепляются на поверхности при соударении с нею. Сверхзвуковые скорости придаются частицам оборудованием ДИМЕТ^® с помощью сжатого воздуха. Технология является новой, и ранее в промышленности не использовалось. Технология позволяет наносить металлические покрытия не только на металлы, но и на стекло, керамику, камень, бетон. К настоящему времени технология ДИМЕТ позволяет наносить покрытия из алюминия, цинка, меди, олова, свинца, баббитов, никеля.

Основные элементы технологии

Технология ДИМЕТ включает в себя нагрев сжатого газа (воздуха), подачу его в сверхзвуковое сопло и формирование в этом сопле сверхзвукового воздушного потока, подачу в этот поток порошкового материала, ускорение этого материала в сопле сверхзвуковым потоком воздуха и направление его на поверхность обрабатываемого изделия.

Ключевой особенностью технологии является использование для напыления механических смесей порошков металлов (или сплавов) с керамическими порошками. Наличие в составе напыляемых порошков керамических частиц решает две задачи: эрозионная обработка обрабатываемой поверхности детали, и повышение эффективности напыления и качества металлического покрытия за счет передачи части кинетической энергии керамических частиц в процесс формирования металлического покрытия. Эта особенность позволила использовать в качестве рабочего газа для ускорения напыляемых частиц сжатый воздух низкого давления.

Преимущества холодного газодинамического напыления

покрытие наносится в воздушной атмосфере при нормальном давлении, при любых значениях температуры и влажности атмосферного воздуха;
при нанесении покрытий оказывается незначительное тепловое воздействие на покрываемое изделие (изделие в зоне нанесения покрытия не нагревается выше 100-150°С), что исключает возникновение внутренних напряжений в изделиях и их деформацию, а также окисление материалов покрытия и детали;
технология нанесения покрытий экологически безопасна (отсутствуют высокие температуры, опасные газы и излучения, нет химически агрессивных отходов, требующих специальной нейтрализации);
при воздействии высокоскоростного потока напыляемых частиц происходит очистка поверхности от технических загрязнений, масел, красок и активация кристаллической решетки материала изделия;
поток напыляемых частиц является узконаправленным и имеет небольшое поперечное сечение. Это позволяет, в отличие от традиционных газотермических методов напыления, наносить покрытия на локальные (с четкими границами) участки поверхности изделий, не затрагивая соседних участков поверхности;
возможно нанесение многокомпонентных покрытий с переменным содержанием компонентов по его толщине;
оборудование отличается компактностью, мобильностью, технически доступно для любого промышленного предприятия, может встраиваться в автоматизированные линии, не требует высококвалифицированного персонала для своей эксплуатации;
путем простой смены технологического режима оборудование позволяет проводить струйно-абразивную обработку поверхностей для последующего нанесения покрытий или достижения декоративного эффекта;
возможно нанесение различных типов покрытий с помощью одной установки;
возможно использование оборудования не только в стационарных, но и в полевых условиях.

Особенности технологии

В наиболее распространенных газотермических методах нанесения металлических покрытий для формирования покрытий из потока частиц необходимо, чтобы падающие на подложку частицы имели высокую температуру, обычно выше температуры плавления напыляемого материала. В силу этого процесс напыления покрытия сопровождается значительным нагревом детали в зоне напыления, вызывающим возниковение деформаций и внутренних напряжений.

В технологии ДИМЕТ с поверхностью детали взаимодействуют твердые частицы, находящиеся в нерасплавленном состоянии, но обладающие очень высокой скоростью. Ускорение частиц до нужных скоростей осуществляется сверхзвуковым воздушным потоком с помощью разработанных в ОЦПН оригинальных установок серии ДИМЕТ^®. При этом при нанесении металлических покрытий оказывается незначительное тепловое воздействие на обрабатываемую деталь (изделие в зоне нанесения покрытия не нагревается выше 100-150°С), что исключает возникновение внутренних напряжений в изделиях и их деформацию, а также окисление материалов покрытия и детали. Это оказывается особенно важным для нанесения покрытий на тонкостенные детали сложной конфигурации, выполненные излегких сплавов.

Привлекательность технологии ДИМЕТ длянанесения металла на поверхность деталей и изделий состоит в том, что оборудование и создаваемые с его помощью покрытия свободны от большинства недостатков, присущих другим методам нанесения металлических покрытий, и обладают рядом технологических, экономических и экологических преимуществ.

Широкий спектр областей применения и высокие эксплуатационные качества различных покрытий были неоднократно подтверждены как в лабораторных условиях, так и в условиях практической эксплуатации покрытий. Некоторые из задач по нанесению покрытий, которые решаются с помощью оборудования ДИМЕТ^®, являются уникальными. Решение таких задач другими способами и с применением другого оборудования оказывается практически невозможным.

Где применяется технология ДИМЕТ

В силу присущих ему особенностей холодное газодинамическое напыление металлических покрытий находит наиболее эффективное применение для решения следующих задач:

Конкретный состав покрытия для решения каждой задачи, подходящую модель оборудования ДИМЕТ и режимы нанесения покрытий подбираются с учетом материала детали, характера дефекта и условий эксплуатации.

Как подобрать оборудование ДИМЕТ для задачи

Оборудование для холодного газодинамического напыления подбирают не только по модели. Для выбора важны материал и размеры детали, требуемый тип покрытия, объем работ, необходимость ручного режима или автоматизации, а также условия рабочего места. Специалисты ОЦПН помогут подобрать состав оборудования и расходные материалы под конкретную технологическую задачу.

Универсальные производственные и ремонтные работы

Для широкого спектра работ по нанесению алюминиевых, цинковых, медных, никелевых, оловянных и свинцовых покрытий рассмотрите базовую модель ДИМЕТ-404.

Герметизация и ремонт агрегатов

Для ручных работ по герметизации алюминиевых радиаторов, ремонту и восстановлению деталей двигателей и агрегатов предназначена модель ДИМЕТ-412.

Автоматизированные линии и серийное производство

Для рабочих постов, участков и автоматизированных комплексов доступны модели с расширенными возможностями дистанционного управления и повышенной стабильностью параметров. Выбрать напылительное оборудование ДИМЕТ.

Документы и требования к применению

Перед внедрением технологии на участке рекомендуем изучить требования к нанесению покрытий, принципы работы оборудования и условия организации рабочего места. Для подбора оборудования и материалов можно обратиться за технологической консультацией.

Вопросы о технологии холодного газодинамического напыления

Что такое холодное газодинамическое напыление?

Это метод нанесения металлических покрытий, при котором твердые частицы металла ускоряются сверхзвуковым воздушным потоком и закрепляются на поверхности детали при соударении. В технологии ДИМЕТ используется сжатый воздух низкого давления.

Какие покрытия можно наносить оборудованием ДИМЕТ?

Технология позволяет получать покрытия на основе алюминия, цинка, меди, никеля, олова, свинца и баббитов. Подбор конкретного материала и режима зависит от задачи, основы и условий эксплуатации.

Подходит ли технология для локального ремонта деталей?

Да. Узконаправленный поток позволяет обрабатывать локальные участки с четкими границами. Для определения применимости к конкретной детали необходимо оценить материал, дефект и условия работы изделия.

Как выбрать модель оборудования?

Выбор зависит от типа работ, требуемой производительности, необходимости ручного или автоматизированного режима, особенностей детали и организации рабочего места. Для широкого спектра работ доступна базовая модель ДИМЕТ-404, а для герметизации алюминиевых радиаторов и ремонта агрегатов - ДИМЕТ-412.