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廣州三鑫金屬科技有限公司

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冷噴涂設備

冷噴涂設備

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產品描述

SX-LP80型冷噴涂系統(cold spray system)

 

     冷噴涂(CS)是一種新型的熱噴涂技術,基于空氣動力學原理,利用高溫高壓氣體攜帶粉末顆粒從軸向進入噴槍拉瓦爾噴嘴(Laval nozzle)產生超音速流,粉末顆粒經噴槍加速到 500m/s-1200m/s 后在完全固態下撞擊基體,產生塑性變形,沉積于基體表面形成致密涂層。

可制備高熱傳導率、高導電率涂層;對基材熱影響??;晶粒生長速度極慢(有可能維持納米組織結構);接近鍛造組織(與傳統涂層相比硬度高),相和化學成分穩定;涂層厚度可達10cm以上。

 

冷噴涂原理

    

  冷噴涂CS)是一種新型的熱噴涂技術,二十世紀80年代中期,由蘇聯理論和應用力學研究Papyrin和他的團隊首先提出。它基于空氣動力學原理,利用高壓氣體攜帶粉末顆粒從軸向進入噴槍拉瓦爾Laval nozzle)噴嘴產生超音速氣流,粉末顆粒(1-50um)經高速氣流加速到500 m/s-1200 m/s后在完全固態下撞擊基體(金屬、陶瓷、玻璃等),通過塑性變形沉積于基體表面形成致密涂層。氣體通常用氮氣、氨氣或兩者的混合氣。

 

冷噴涂的優點

     冷噴涂區別于其他噴涂方法的最重要特點是不熔化涂層材料,基于物理方法成型,與電弧噴涂、等離子噴涂、HVOF噴涂相比,冷噴涂層幾乎沒氧化物、涂層致密。冷噴涂純銅涂層的導電率可達鑄造塊材的90%,而火焰噴涂層和HVOF噴涂層的導電率小于鑄態塊材的50%。

*沉積效率高(某些材料可達95%以上);氧化物含量低;

*涂層致密:

*可制備高熱傳導率、高導電率涂層(熱導率、導電率可達相應塊材的90%以上);

*對基材熱影響??;

*晶粒長大可忽略(可維持納米組織結構);

*接近鍛造組織(與傳統涂層相比硬度高),噴涂過程不引起相和化學成分變化;

*可選擇不同形狀的噴嘴,噴束橫截面積可達到20 mm —60mnr;

*噴涂距離極短(可小于10mm);

*涂層厚度可達10cm以上;

-可收集和重復使用粉末(粉末利用率高)。

 

冷噴涂的應

     可塑性變形的金屬粉末與含可塑性變形材料成分的復合粉末,適用于冷噴涂??蓢娡康慕饘俜秶鷱牡腿埸c的鋅到高熔點的鈦和祀。與熱噴涂一樣,冷噴涂在吸風除塵凈化裝置的隔音室中工作。其噪聲遠低于HVOF噴涂。

 

 

冷噴涂系統組成由以下幾部分:主控制柜和操作控制顯示屏、主加熱器、噴槍和噴嘴、送粉器、管氣電路等組成。

 

                                                                         冷噴涂總體布局圖

 

                                                                                               

                        冷噴涂結構示意圖

 

冷噴涂設備工作主要技術參數

可用工作氣體:氮氣、氦氣或混合氣體

 

工作壓力:0-3.5Mpa

 

工作溫度:0-950℃

 

氣體流量:氮氣、氦氣-3000L/min

 

送粉量(銅粉):20-200g/min

 

粉末粒度:1-50um

 

噴射距離:5-50mm

 

消耗功率:15-55KW

 

1、控制柜和操作控制顯示屏

 

*左柜布置主電源控制和加熱控制電源和功率調節器.加熱控制電源和功率調節器為冷噴涂應用研制的,輸出功率超過50kW,并設有通風調節風扇,滿足長時間散熱要求。

*右柜布置主氣為氮氣、附氣氮氣、送粉氣氮氣,每路氣體均配置質量控制流量控制器及安全閥,安全閥通過控制緩慢打開,快速關斷;發生故障時、壓力突降或斷電時,系統快速關斷。

*控制單元發出聲音警告信號,顯示錯誤報警信息。

*獨立的氮氣和氮氣控制回路,滿足單氣體和混合使用要求;主氣,附氣及送粉氣體可根據使用不同氣體要求改變氣體質量流量控制設定。

*操作控制顯示屏采用10寸西門子觸摸屏,控制全系統運轉。觸摸屏集成接口與外部計算機、打印機及網絡連接。

操作控制界面

*主界面顯示系統總流程。

*監測數據可在操作界面顯示,溫度和壓力變化時,數據會隨之改變。

*工作過程中可輸入并可查看所用部件的參數。

 

控制柜

主控制柜技術參數

•電壓:380VAC50Hz三相五線

輸入功率:55kW

氣體需求:

氣體

氣體

氣體

壓力波動(30s)

氮氣

2500L/min

4.5 MPa

0.01 MPa

氨氣

750L/min

4.5 MPa

0.01 MPa

送粉氣(氮氣)

250L/min

4.8 MPa

0.01 MPa

 

氣體質量:氮氣97.7%,氨氣99.995%

顯示操作屏控制和監測參數如下:

*粉末用量

*氣體消耗量

*主氣溫度(加熱器出口氣體溫度)

*加熱器加熱體溫度

*加熱器控制電源輸出功率

*主氣壓力

*送粉氣用量

*送粉氣壓力

*噴嘴的氣體溫度

*噴嘴壓力

 

2、主加熱器

主加熱器溫度調節

    主加熱器是冷噴涂系統的核心部分。主加熱器可在1一2分鐘內將主氣加熱至8OO°C左右。采用安全保護技術保護加熱器器件,避免過熱損壞。

    加熱器采用耐高溫材料,置于隔熱絕緣室內。隔熱絕緣室可以保障連續工作,外殼也不會過熱。

封閉的冷卻系統可避免電極過熱。冷卻裝置將傳導到電極的熱量引入熱交換器。保持電極電纜組件的恒溫控制。

主加熱器適于連續生產。

 

主加熱器技術參數

*加熱功率:22.5kW

*加熱能力(在4.5Mpa下,噴嘴直徑巾2mm時的溫升)

 

氣體

溫升(最高)

備注

 

氮氣

850°C

 

 

氦氣

850°C

 

 

 

3、噴槍和噴嘴

冷噴涂系統的重要組成是噴槍及其拉瓦爾(Laval nozzle)噴嘴。

  我公司釆用多種精密制造技術,制作成系列精度高標準噴嘴。帶噴嘴的噴槍,

 

經過長時間的使用測試,滿足生產、科研等冷噴涂生產需求。標準噴嘴為一體式結構。可以快速更換噴嘴,如下圖所示。

*噴槍輸入側設置主氣入口、送粉氣入口、測壓及測溫傳感器,滿足生產需要的氣體流量、加熱噴槍最大功率22.5kW»

*使用耐高溫材料,保證噴槍及噴嘴有較長的使用壽命。

*根據冷噴涂工藝、材料不同選擇噴槍、噴嘴和冷卻附件。

*主氣金屬高壓軟管(800C、4.5Mpa)為避免溫度損失,用絕熱絕緣材料包裹軟管和接頭等。

*送粉器通過帶金屬內襯的細高壓軟管輸送粉末。

*主氣和帶有粉末的送粉氣在噴槍預混區充分混合、預熱,再被注入拉瓦爾噴嘴,并加速射向基體

 

4、送粉器

 

送粉器

送粉器是為冷噴系統專門研制的,送粉量采用旋轉計量盤速度控制,

送粉氣流粉末經軟管進入噴槍,然后注入主氣噴射氣流,粉末經預熱室進入噴嘴壓縮室的送粉氣流采用質量流量控制器控制, 流量穩定,很好的保證送粉精度,涂層均勻穩定。容積計量送粉 量在整個噴涂過程中,粉末材料進給率變化很小。

送粉量重復性執行DIN EN1395-7標準。

送粉器技術參數:

 

型號

DWPF-5

DWPF-1

送粉量(標準銅粉)

20?9?1250g/min

20?9?1250g/min

粉末顆粒

1?9?1150Mm

1 ~150師

粉倉有效容積

4.44L

0.37L

最高攪拌速度

30rpm

30rpm

送粉氣最高壓力

4.8MPa

4.8MPa

控制

主控制柜控制

主控制柜控制

 

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