服务热线:15169006099

网站公告

当前位置:网站首页 > 行业动态

通过原位干冰处理-冷却和清洁提高等离子喷涂氧化铬涂层的质量-行业动态

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-02-10 0:39:04 * 浏览: 0
作为一种工艺技术,热喷涂仍在不断发展,新材料和现有材料都在喷涂具有优化参数的新一代喷枪,以提供具有更长使用寿命和更高性能的涂料。就喷涂条件而言,仅需修改喷涂条件以达到更高或更低的温度和更高的速度。有时,所需的涂层性能需要相互矛盾的设置,从而导致折衷,因此需要引入辅助系统,以将更多的自由度纳入工艺优化中[54]。一套用于预处理和后处理的辅助系统包括用于预热,表面清洁和重熔的割炬和激光。用焊枪进行预热是从基材表面蒸发冷凝物和杂质以改善涂层附着力的常用方法。 [2]这可以在喷涂前用喷枪完成,或在喷涂过程中用辅助喷枪完成。激光也可以达到相同的效果,就像HeatCool 174的工艺[54]如图19所示。激光也可以用于层沉积以连续地重新固化涂层。图19:在等离子喷涂过程中使用HeatCool 174同时进行预热和冷却的过程设置。本章将主要关注的另一组是冷却系统,即基于压缩空气,液氮和二氧化碳的系统。压缩空气特别适用于大功率喷涂系统,例如等离子和HVOF,因为它们会在部件上造成很大的热应变。如果不使用空气冷却,则有时需要冷却一下,导致生产率降低[3]。冷却系统具有两个主要功能:温度控制以及除尘和过量喷涂。 [2]但是,压缩空气的容量有限,现代大功率喷涂系统还不够。使用低温氮气或二氧化碳可以实现更有效的冷却[55]。由于大多数研究仅涉及一种以标准空气冷却为参考的方法,因此对各种冷却系统的比较研究并不多。行业中可用的系统也具有不同的设计,并且新模型比以前研究的模型更加复杂和高效。但是,可以根据冷却物质的性质单独进行一些基本评估。比热容,相变焓和温度都会影响系统的冷却潜力。表2列出了其中一些属性。表2:冷却介质的热力学性质[56] [57]。 N 2值对应于汽化和液相。 CO2值对应于升华和固相。气体汽化或升华温度(°C)汽化或升华焓(kJ / kg)液体或固体的比热容cp(kJ / kg * K)气体的比热容cp(kJ / kg * K)空气--- 1,005N2-195,8198,62,061,039CO2-78,45730,5190,845空气离开喷嘴并膨胀,略微冷却,但仍接近室温,并且与其他冷却介质相比仍然较热。镍可以在低于-195.8°C的温度下以液态使用。二氧化碳在高压容器中以液态形式提供,但在大气压下不存在于液相中,而是直接从气态沉积膨胀并冷却时变成固体。固态二氧化碳(也称为干冰)在-78.4°C处升华。即使液氮比干冰明显冷,二氧化碳的升华焓(573kJ / kg)也明显高于氮的蒸发焓(198.6kJ)。 / 公斤)。还应注意,相变焓比热容高一百多个数量级,这表明相变焓是影响低温系统冷却效率的主要因素。从理论上讲,固态干冰在热表面上具有更好的升华冷却能力,因为它比液氮吸收更多的热能。计算1 kg液氮,干冰和空气加热从其起始温度到100°C吸收的热能。选择压缩空气的起始温度为11°C [55]。在冷却过程中,液氮和干冰在接触之前开始蒸发并升华,因此推测接触瞬间的温度接近相应的相变温度。根据这些计算,压缩空气的总冷却能力为89 kJ / kg,液氮为506 kJ / kg,干冰为722 kJ / kg。如果低温冷却介质在接触时处于气态,则二氧化碳的冷却能力仅为150kJ / kg,而氮气的冷却能力仅为307kJ / kg。还有一个与液氮有关的问题,莱顿弗罗斯特效应。当液体与温度明显高于液体沸点的表面接触时,由迅速蒸发的液体形成绝缘气垫。这是常见的现象,例如在金属的水淬火中。蒸汽的隔热层将热表面与冷却液隔离开,并防止直接接触,从而降低了热传递速率。最后,当与热表面接触时,液氮的冷却能力没有得到充分利用。影响和升华在热表面上的干冰颗粒没有面临相同的限制。 [59]表3:研究的冷却介质和测试参数。喷嘴压力内部喷嘴出口粘结面漆冷却[mm2] [bar] T [°C] T [°C] T [°C] T [°C]无冷却---- 200330空气冷却5高流量12.5 * 2(60m3 / h)1111120170低温2 * 22020-7480180CO22,5 * 260-20-74pstyle =” text-align:justify