Газовое напыление и двухпроволочное дуговое напыление (обычно называемое просто «проволочно-дуговое напыление») представляют собой два разных типа процесса термического напыления. Поскольку возможности этих двух методов во многом совпадают, иногда бывает сложно определить, какой из них лучше всего подходит для конкретного случая использования. В этой статье мы рассмотрим уникальные характеристики каждой технологии, чтобы помочь вам решить, какое покрытие лучше всего подходит для ваших задач.
Термин «термическое напыление» охватывает широкий спектр различных методов, все из которых имеют один и тот же фундаментальный принцип работы: путем нагревания исходного материала для осаждения — часто в виде проволоки или порошка — и ускорения расплавленных или полурасплавленных капель его по направлению к подложке, может быть сформировано покрытие. Термическое напыление используется для покрытия конструкций и компонентов разнообразными металлами и керамикой для обеспечения защиты от коррозии, трения или других жестких условий эксплуатации.
Газопламенное напыление и напыление проволочной дугой были первыми изобретенными методами термического напыления. Они остаются самыми простыми и распространенными типами термического напыления.
Принципы работы газопламенного и проволочно-дугового напыления
Основное различие между пламенным напылением и напылением проволочной дугой заключается в способе подачи тепла к исходному материалу. Пламенное напыление — как следует из названия — использует для этого пламя, обычно комбинацию кислорода и ацетилена или пропана. Осаждаемый материал вводится в пламя в виде проволоки или порошка, а поток сжатого воздуха ускоряет капли расплавленного осаждаемого материала по направлению к подложке, чтобы покрыть ее.
С другой стороны, при проволочно-дуговом напылении для нагрева исходного материала используется электрическая дуга. Напыляемый материал всегда подается в виде двух проволок (отсюда и название «двухпроволочное напыление»), которые подаются в распылитель приводными роликами. Внутри распылителя между двумя проводами создается разность потенциалов, в результате чего возникает электрическая дуга. Это приводит к плавлению кончиков обоих проводов. Высокоскоростной поток газа удаляет расплавленный материал с кончиков проволоки и ускоряет его к подложке, разбивая при этом более крупные капли на более мелкие.
Практические различия между газопламенным напылением и проволочно-дуговым напылением
Функциональные различия между газопламенным напылением и проволочной дугой могут показаться незначительными: оба метода предполагают применение тепла и сжатого газа к напыляемому материалу для его расплавления и распыления по направлению к подложке. Однако различные принципы работы имеют несколько практических последствий.
Газопламенное напыление и напыление проволочной дугой обеспечивают различную производительность. Газопламенное напыление может обеспечить более высокую скорость осаждения (при условии, что оборудование способно обеспечить достаточно высокую мощность); что позволяет использовать его в приложениях, где важна скорость. Однако газопламенное напыление имеет преимущество в ряде других областей производительности: газопламенное напыление может обеспечить лучший контроль процесса, что приводит к более стабильному качеству, меньшему окислению — что особенно важно в приложениях, где проводимость металла является обязательной (медь, цинк) — и более плотным покрытиям, подходящим для сложных антикоррозионных применений. Кроме того, газопламенное напыление обеспечивает более высокую эффективность осаждения, чем газопламенное напыление, что означает меньшие потери материала, что приводит к более низкой стоимости на единицу массы покрытия и выравниванию разницы в скорости осаждения. Важным фактором EHS, благоприятствующим газопламенному напылению, является значительно меньшее количество выбросов мелких частиц, которые сокращаются до 1/60йпо сравнению с дуговым распылением [1] это напрямую приводит к снижению риска возникновения литейной лихорадки.
Простота пламенного напыления обычно означает, что оно имеет более низкие капитальные затраты, чем напыление проволочной дугой. Однако эксплуатационные расходы пламенного напыления, как правило, выше из-за необходимости использования топливных газов. Часто выбор между пламенным и дуговым напылением может быть определен анализом стоимости срока службы и геометрией поверхности: меньшие поверхности выигрывают от узкой струи распыления и меньшего избыточного распыления пламенного напыления, в то время как большие выигрывают от скорости дугового напыления.
