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考虑HVOF / HVAF作为替代密封解决方案

时间:2017-07-13 12:37:16  来源:桑尧热喷涂网整理  作者:戴尔穆迪,彼得·福伊

   

    当提及密封件和密封系统时,请注意弹性体和柔性材料。很少考虑到密封系统的主干,密封面。尽管已经对弹性体构件进行了许多改变,但关于材料和应用方法的密封表面也发生了改变。一个显着的变化是有利于硬铬行业,包括修理和返工商店维修纸浆和造纸厂,重型设备,油气钻井机械,起落架和液压缸和活塞。

 

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铬和替代品

 

    棒上的硬铬镀层具有特殊的问题,因为典型的硬铬镀层包括生产六价铬化合物。国家职业安全与健康研究所(NIOSH)将所有这些化合物分类为职业性致癌物质。1996年,美国政府成立了硬铬替代组(HCAT),目标是从工作场所消除这些致癌物质。该计划的一个主要驱动因素是与DOEEPA合作的国防部环境科学和技术计划战略环境研究和开发计划(SERDP)。HCAT团队包括来自工业界和美国和加拿大政府的代表,一旦达成目标,就在2007年解散了政府计划的罕见。

         HCAT项目集中在“视线”热喷涂工艺,重点是当时可用的最高动能过程的HVOF系统。热喷涂覆盖一组涂覆工艺,其中细分的金属或非金属材料以熔融或半熔融状态沉积以形成涂层。涂层原料可以是粉末,陶瓷棒,线或熔融材料的形式。使用许多不同的热喷涂工艺:线弧,线火焰,粉末火焰,等离子体,高速氧/燃料(HVOF)和高速空气/燃料(HVAF)。

    热喷涂的一个显着优点是各种可用的涂料。用于特定应用的材料是碳化铬,碳化钨镍铬,碳化钨钴铬,不锈钢和金属。各种涂层材料允许将该工艺定制到各种操作环境中的特定应用,其中电解硬铬不能很好地实现,或者实际上可能根本不被考虑。

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HVOFHVAF工艺

 

    在整个飞机工业和飞机修理的军事库中使用HVOF。新型飞机起落架设计有起落架上的HVOF涂层。许多其他主要组件也使用相同的技术,包括飞机液压执行器,发动机,直升机动力部件和螺旋桨毂。除了有害的致癌物质,六价铬,从修复和返工设计中使用的过去的工艺,HVOF涂层持续时间更长,并且减少磨损和腐蚀。注意:尽管在这些涂层中包含铬,但是在该过程中不会产生六价铬。

    在HVOF枪中,将氧和气体或液体燃料的混合物供给到发生点燃和连续燃烧的室内。所得到的热气体通过会聚发散喷嘴排出。射流在枪管的出口处是超音速的。将粉末原料注入气流中,并加速至800m / s。热气体和粉末流指向待涂覆的表面。粉末在流中部分熔融并沉积在基材上,产生具有低孔隙率和高粘结强度的所得涂层。

    在HVAF枪中,喷粉通过热压缩空气和燃料气体的燃烧产物被加热和加速。燃料气体可以是丙烷,具有高含量丁烷,丙烯,MAPP或天然气的LPG

    空气和燃料气体的混合物通过几百个陶瓷插件的孔流入燃烧室。通过火花塞的混合物的初始点火导致插入件的加热高于混合物的自燃温度。热插入件连续点燃气体,在广泛的空气:燃料比和气体压力下提供稳定的燃烧。空气冷却枪,这种预热的空气用于燃烧。

         HVAF施加的涂层保护零件,容器和结构免受磨损,侵蚀和腐蚀,并有利于表面恢复,保存和保存。HVAF还用于通过施加薄层表面和涂层剥离来喷射管道的内径,以准备其他工艺。

 

结合两个过程

 

          HVAFHVOF已经被合并到单一系统(HVAF / HVOF)中,在任一模式下都能提供业界最高的喷雾率。HVAF / HVOF热喷涂系统使用空气作为主要氧化剂和氧气来提升温度,从而优化过程,具有突破性的成果。添加氧气为所有现有的HVOF所有者和新的潜在客户提供了可靠且价格较低的高质量涂层。使用可转换系统可以实现和超出现有的HVOF规范。用户可以达到0.002英寸 厚的耐腐蚀涂层,可在高压下保持,并可抛光至RA 4表面,无需研磨。 

    与HVOF工艺相比,组合工艺显着提高了WC-10Co-4 Cr涂层的维氏硬度。淤泥侵蚀试验中的重量损失小于使用传统HVOF工艺的同一涂层的重量损失的1/3。此外,每千克的成本可以是使用HVOF过程的一半。

    总之,HVAF / HVOF系统生产非常经济,高质量的涂层,易于使用,可靠的设备。

 

    •HVOF模式提供符合HVOF规格的金属涂层,喷涂速度高,DE高。

 

    •HVOF模式提供非常密集的硬质金属涂层。

 

    •每千克沉积成本可以高达使用HVOF工艺的一半。

 

    •HVAF模式提供比现有技术HVOF更高的质量,具有更高的喷射率和高DE

 

    •该设备生产的多孔无铬铬替换涂层薄至0.002英寸。厚。可以实现抛光的86-10-4涂层上的0.4 RA

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