Xịt lạnh, còn được gọi là phun khí lạnh (CGDS), là một công nghệ lớp phủ bề mặt tiên tiến dựa trên tính khí động học. Nó sử dụng khí áp suất cao để đẩy các hạt rắn đến tốc độ cực cao, khiến chúng phải có một chất nền khi tác động và lắng đọng để tạo thành một lớp phủ. Công nghệ này không chỉ hiệu quả mà còn thân thiện với môi trường, làm cho nó phù hợp cho một loạt các ứng dụng. Ở đây, một cái nhìn chi tiết về cách thức phun lạnh hoạt động.
CácXịt lạnhQuá trình liên quan đến việc sử dụng khí nén như một môi trường tăng tốc để đẩy các hạt bột có kích thước từ 5 đến 45 micromet. Các hạt này được tăng tốc đến tốc độ siêu âm (ở nhiệt độ từ nhiệt độ phòng đến 600 ° C) ở trạng thái rắn hoàn toàn trước khi tác động đến chất nền. Sau khi tác động, động năng của các hạt được chuyển thành biến dạng dẻo, biến dạng và cuối cùng là nhiệt. Điều này dẫn đến các hạt tuân thủ chất nền và tạo thành một lớp phủ dày đặc.
Công nghệ phun lạnh có thể được phân loại thành hai loại dựa trên áp lực của khí thúc đẩy: áp suất cao (trên 1 MPa) và thuốc xịt lạnh áp suất thấp (dưới 1 MPa).
Trong quá trình này, khí nén được chia thành hai luồng. Một luồng đi qua một lò sưởi, trong khi các luồng kia đi qua một kênh thức ăn bột.
Hai luồng khí pha trộn và mở rộng qua một vòi khử màu để tạo thành một luồng nước gas siêu âm.
Các hạt bột sau đó được tác động ở tốc độ cao lên chất nền, lắng đọng để tạo thành một lớp phủ dày.
Quá trình này đơn giản hơn và yêu cầu thiết bị di động.
Khí nén được làm nóng trực tiếp đi vào vòi phun, nơi nó hội tụ với các hạt bột đến và phun chúng lên đế.
Do áp suất phun thấp hơn, khí mang và nhiệt độ làm nóng trước, các lớp phủ được tạo ra bởi thuốc xịt lạnh áp suất thấp có xu hướng có mật độ kém và liên kết giao thoa yếu hơn. Do đó, ứng dụng của nó được giới hạn ở các vật liệu như CU, AL và hợp kim của chúng để tăng cường và sửa chữa bề mặt.
Xịt lạnhCó thể được sử dụng để gửi nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại, nhựa và gốm sứ, làm cho nó rất linh hoạt.
Các lớp phủ được hình thành thường có khả năng chống ăn mòn cao và chống mài mòn, bảo vệ chất nền và kéo dài tuổi thọ của nó.
Xịt lạnh tương đối thân thiện với môi trường, vì bột phun có thể được tái chế và tái sử dụng.
Các lớp phủ có ứng suất dư thấp, nén, cho phép chuẩn bị lớp phủ dày hơn.
Thành phần hóa học và cấu trúc vi mô của lớp phủ có thể vẫn phù hợp với nguyên liệu thô, tránh quá trình oxy hóa, đốt cháy hợp kim và tăng trưởng hạt. Điều này làm cho bình xịt lạnh phù hợp cho các vật liệu nhạy cảm nhiệt và kim loại hoạt động.
Hiệu suất của lớp phủ phun lạnh bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố:
Chúng bao gồm điều kiện khí, thiết kế vòi phun và động lực phun.
Phân phối kích thước hạt bột ảnh hưởng đến vận tốc hạt và vận tốc tới hạn.
Loại và tính chất của vật liệu bột ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng lớp phủ.
Vận tốc tới hạn được sử dụng theo truyền thống để đo hiệu suất phun, nhưng tốc độ tác động của hạt cũng đóng một vai trò quan trọng.
Các yếu tố như vật liệu vòi phun và phương pháp làm mát có thể ảnh hưởng đến hiệu quả phun bằng cách ngăn chặn tắc nghẽn vòi.
Công nghệ phun lạnh đã tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau do lợi thế của nó:
Lớp phủ để tăng khả năng chống mài mòn, kháng ăn mòn và cách nhiệt.
Tăng cường bề mặt và sửa chữa các thành phần.
Lớp phủ để bảo vệ ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt.
Lớp phủ cho cấy ghép và công cụ phẫu thuật đòi hỏi khả năng tương thích sinh học cao.
