Natrysk plazmowy: Różnice pomiędzy wersjami
| [wersja przejrzana] | [wersja nieprzejrzana] |
m Usunięto kategorię "Urządzenia elektryczne"; Dodano kategorię "Technologia" za pomocą HotCat |
Weryfikacja informacji oraz opis procesu. Zmiany wprowadzone na podstawie 2 książek z DOA oraz pracy doktorskiej. |
||
| Linia 1: | Linia 1: | ||
'''Natrysk plazmowy''' – jedna z metod natryskiwania cieplnego. Plazma powoduje, że podczas natryskiwania plazmowego cząsteczki materiału w postaci proszku ogrzewane są i przyspieszane, a następnie transportowane w kierunku utwierdzonego materiału bazowego, gdzie tworzą strukturę tzw. splatów (eng. splats). Ostatecznie pokrywają materiał tworząc powłokę<ref>{{Cytuj |autor = Pierre L. Fauchais, Joachim V.R. Heberlein, Maher Boulos |tytuł = Thermal Spray Fundamentals |czasopismo = Springer US |data = 2014 |wydawca = Springer Science+Business Media New York |doi = 10.1007/978-0-387-68991-3}}</ref>. |
|||
'''Natrysk plazmowy''' – metoda pokrywania materiałów (najczęściej powierzchni metali) warstwami o różnorakich właściwościach wykorzystującą wysoką temperaturę strumienia [[plazma|plazmy niskotemperaturowej]]. |
|||
== Schemat procesu natryskiwania plazmowego == |
|||
Jest to metoda zbliżona do [[napawanie|napawania]], jednak w natrysku plazmowym nie dochodzi do nadtopienia powierzchni obrabianego metalu, a jedynie do stopienia drobin pyłu/proszku nakładanego materiału i naniesienie go w postaci kropel na powierzchnię. |
|||
W natryskiwaniu plazmowym stosuje się gaz plazmotwórczy, który stanowi zwykle argon z ewentualnymi dodatkami innych pierwiastków. Rozgrzany przepływającym w łuku prądem gaz plazmotwórczy ulega jonizacji i przechodzi w stan plazmy. Wydostaje się przez otwór w czole palnika wraz z rozgrzanym proszkiem metalicznym lub ceramicznym. Schemat plazmowego przedstawiono na rysunku. |
|||
== Łuk plazmowy == |
|||
Budowa [[plazmotron]]u wzbogacona tu została o dodatkowy kanał, którym dostarczany jest gaz transportujący nakładany materiał w postaci proszkowej. Zabieg ten stosuje się w celu polepszenia wybranych właściwości powierzchni (polepszenie właściwości antykorozyjnych, zwiększenie odporności na ścieranie, [[kawitacja|kawitację]], etc) lub w celu uzupełnienia zużytego materiału w obszarze roboczym. |
|||
Łuk plazmowy wytwarza się pomiędzy ujemną elektrodą wolframową a koncentrycznie umocowaną względem niej miedzianą anodą. Dochodzi do wyładowania elektrycznego w wyniku różnicy napięć oraz zajarzenia łuku plazmowego. Łuk plazmowy, przedstawiony na rysunku 2 ma temperaturę, w zależności od odległości od dyszy palnika, w zakresie 4000÷12000K, jednak może dochodzić nawet do 15000K. Przyspieszone cząstki w takim łuku osiągają prędkość od 500 do 2500 m/s. |
|||
== Parametry procesu a jakość warstwy == |
|||
Parametry procesu mają istotny wpływ na mikrostrukturę powłoki, dlatego ważne w procesie jest ich właściwe dobranie. Kluczowe dla natryskiwania plazmowego jest wytworzenie łuku plazmowego. Wpływają na to parametry, takie jak: natężenie prądu, stabilność plazmy, średnica dyszy palnika. Wpływ na efekt końcowy ma również geometria oraz stopień rozdrobnienia proszku. Na wynik wpływa również kąt ustawienia dyszy palnika. Ważna, z punktu widzenia przyczepności jest temperatura oraz przygotowanie podłoża, na które plazmowo natryskiwana jest warstwa. |
|||
Grubość warstwy budowana jest poprzez wielokrotnie działanie palnika w układzie, gdzie ruch względny palnika oraz powierzchni, na której natryskiwany jest materiał odbywa się w jednej płaszczyźnie, w równoległych liniach. Poszczególne ślady nakładają się na siebie tworząc równomierną grubość powłoki natryskowej. |
|||
Warstwy natryskiwane plazmowo cechują się strukturą niejednorodną, dlatego ich właściwości różnią się od tych, spotykanych w materiałach wytwarzanych innymi technologiami. Ich gęstość wynosi od 85 do 93% teoretycznej gęstości tego samego materiału w ciekłym stanie skupienia. Mikroporowatość jest często spotykanym zagadnieniem w natryskiwanych warstwach. |
|||
== Rodzaje natryskiwania plazmowego == |
|||
Natryskiwanie plazmowe może być realizowane przez: |
|||
1. Natryskiwanie plazmowe w atmosferze otoczenia - APS (eng. atmospheric plasma spraying), gdzie strumień plazmy wychodzi z palnika do środowiska atmosferycznego. |
|||
2. Natryskiwanie plazmowe w atmosferze kontrolowanej - CPS (eng. controlled atmosphere plasma spraying), gdzie strumień wychodzi na zewnątrz do komory zapewniającej kontrolowaną atmosferę np. w celu uniknięcia ekspozycji na działanie tlenu. W komorze zazwyczaj znajduje się argon - gaz obojętny. |
|||
3. Niskociśnieniowe lub próżniowe natryskiwanie plazmowe - LPPS (eng. low pressure plasma spraying) lub VPS (eng. vacuum plasma spraying), gdzie strumień wychodzi z palnika do komory niskiego ciśnienia, które wynosi w zakresie 10-30 kPa. |
|||
== Zobacz też == |
== Zobacz też == |
||
| Linia 9: | Linia 27: | ||
== Bibliografia == |
== Bibliografia == |
||
* Aleksander Kordus, ''Plazma - właściwości i zastosowanie w technice'' [[1985]], [[Warszawa]] |
|||
* Fauchais, Pierre L., Heberlein, Joachim V.R., Boulos, Maher „Thermal Spray Fundamentals” Springer US 2014 |
|||
* http://www.systemsa.pl/technologia.html |
|||
* Juraj Ružbarský, Anton Panda „Plasma and Thermal Spraying” Springer International Publishing 2017 |
|||
* http://www.plasmaspray.net/home.htm |
|||
* P. Sokolowski „Properties of suspension plasma sprayed zirconia coatings using different plasma torches”, PhD Thesis. Raporty wydziału mechaniczno-energetycznego politechniki wrocławskiej 2015 |
|||
* <nowiki>http://www.metallisation.sciteex.com/main/device_info/3/3</nowiki> |
|||
[[Kategoria:Technologia]] |
[[Kategoria:Technologia]] |
||
Wersja z 12:06, 19 paź 2020
Natrysk plazmowy – jedna z metod natryskiwania cieplnego. Plazma powoduje, że podczas natryskiwania plazmowego cząsteczki materiału w postaci proszku ogrzewane są i przyspieszane, a następnie transportowane w kierunku utwierdzonego materiału bazowego, gdzie tworzą strukturę tzw. splatów (eng. splats). Ostatecznie pokrywają materiał tworząc powłokę[1].
Schemat procesu natryskiwania plazmowego
W natryskiwaniu plazmowym stosuje się gaz plazmotwórczy, który stanowi zwykle argon z ewentualnymi dodatkami innych pierwiastków. Rozgrzany przepływającym w łuku prądem gaz plazmotwórczy ulega jonizacji i przechodzi w stan plazmy. Wydostaje się przez otwór w czole palnika wraz z rozgrzanym proszkiem metalicznym lub ceramicznym. Schemat plazmowego przedstawiono na rysunku.
Łuk plazmowy
Łuk plazmowy wytwarza się pomiędzy ujemną elektrodą wolframową a koncentrycznie umocowaną względem niej miedzianą anodą. Dochodzi do wyładowania elektrycznego w wyniku różnicy napięć oraz zajarzenia łuku plazmowego. Łuk plazmowy, przedstawiony na rysunku 2 ma temperaturę, w zależności od odległości od dyszy palnika, w zakresie 4000÷12000K, jednak może dochodzić nawet do 15000K. Przyspieszone cząstki w takim łuku osiągają prędkość od 500 do 2500 m/s.
Parametry procesu a jakość warstwy
Parametry procesu mają istotny wpływ na mikrostrukturę powłoki, dlatego ważne w procesie jest ich właściwe dobranie. Kluczowe dla natryskiwania plazmowego jest wytworzenie łuku plazmowego. Wpływają na to parametry, takie jak: natężenie prądu, stabilność plazmy, średnica dyszy palnika. Wpływ na efekt końcowy ma również geometria oraz stopień rozdrobnienia proszku. Na wynik wpływa również kąt ustawienia dyszy palnika. Ważna, z punktu widzenia przyczepności jest temperatura oraz przygotowanie podłoża, na które plazmowo natryskiwana jest warstwa.
Grubość warstwy budowana jest poprzez wielokrotnie działanie palnika w układzie, gdzie ruch względny palnika oraz powierzchni, na której natryskiwany jest materiał odbywa się w jednej płaszczyźnie, w równoległych liniach. Poszczególne ślady nakładają się na siebie tworząc równomierną grubość powłoki natryskowej.
Warstwy natryskiwane plazmowo cechują się strukturą niejednorodną, dlatego ich właściwości różnią się od tych, spotykanych w materiałach wytwarzanych innymi technologiami. Ich gęstość wynosi od 85 do 93% teoretycznej gęstości tego samego materiału w ciekłym stanie skupienia. Mikroporowatość jest często spotykanym zagadnieniem w natryskiwanych warstwach.
Rodzaje natryskiwania plazmowego
Natryskiwanie plazmowe może być realizowane przez:
1. Natryskiwanie plazmowe w atmosferze otoczenia - APS (eng. atmospheric plasma spraying), gdzie strumień plazmy wychodzi z palnika do środowiska atmosferycznego.
2. Natryskiwanie plazmowe w atmosferze kontrolowanej - CPS (eng. controlled atmosphere plasma spraying), gdzie strumień wychodzi na zewnątrz do komory zapewniającej kontrolowaną atmosferę np. w celu uniknięcia ekspozycji na działanie tlenu. W komorze zazwyczaj znajduje się argon - gaz obojętny.
3. Niskociśnieniowe lub próżniowe natryskiwanie plazmowe - LPPS (eng. low pressure plasma spraying) lub VPS (eng. vacuum plasma spraying), gdzie strumień wychodzi z palnika do komory niskiego ciśnienia, które wynosi w zakresie 10-30 kPa.
Zobacz też
Bibliografia
- Fauchais, Pierre L., Heberlein, Joachim V.R., Boulos, Maher „Thermal Spray Fundamentals” Springer US 2014
- Juraj Ružbarský, Anton Panda „Plasma and Thermal Spraying” Springer International Publishing 2017
- P. Sokolowski „Properties of suspension plasma sprayed zirconia coatings using different plasma torches”, PhD Thesis. Raporty wydziału mechaniczno-energetycznego politechniki wrocławskiej 2015
- http://www.metallisation.sciteex.com/main/device_info/3/3
- ↑ Pierre L. Fauchais, Joachim V.R. Heberlein, Maher Boulos, Thermal Spray Fundamentals, „Springer US”, Springer Science+Business Media New York, 2014, DOI: 10.1007/978-0-387-68991-3.