เทคโนโลยีการเคลือบโลหะด้วยสเปรย์ความร้อน: บทนำโดยรวม

เทคโนโลยีการเคลือบสเปรย์ความร้อนมีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วยุโรปและค่อยๆ พิสูจน์ความเหนือกว่าในหลายโครงการ นอกเหนือจากการป้องกันการกัดกร่อนและการเพิ่มประสิทธิภาพแล้ว เคลือบโลหะ ยังใช้ในการซ่อมแซมและฟื้นฟูชิ้นส่วนที่สึกกร่อนหรือกลึงอื่น ๆ แล้ววิธีนี้ทำได้อย่างไร? อะไรทำให้การเคลือบนี้โดดเด่นมาก? เราจะตอบทั้งหมดในบทความด้านล่าง

การจำแนกประเภทและการประยุกต์เทคโนโลยีการเคลือบโลหะในอุตสาหกรรม

เทคโนโลยีการเคลือบสเปรย์ความร้อนมีความน่าสนใจเพิ่มมากขึ้นตามคุณประโยชน์และประสิทธิภาพ ด้วยการพัฒนาเทคนิคและเทคโนโลยี วิธีการเคลือบโลหะได้รับการปรับปรุงในหลาย ๆ ด้านเพื่อให้มีประสิทธิภาพดีขึ้น ดังนั้นเรามาเรียนรู้เกี่ยวกับคุณลักษณะการเคลือบ การใช้งานจริง และข้อดี/ข้อเสียของเทคโนโลยีขั้นสูงนี้ผ่านส่วนต่างๆ ที่นำเสนอด้านล่าง

ความหมายและลักษณะของเทคโนโลยีการเคลือบโลหะ

การเคลือบโลหะเป็นวิธีการทางเทคโนโลยีที่ใช้ในการฟื้นฟูและสร้างชั้นของวัสดุโลหะ/อโลหะ ซึ่งก็คือพื้นผิวของชิ้นส่วนวัสดุ กลไกของวิธีนี้คือการให้ความร้อนแก่วัสดุแข็งบางส่วนหรือทั้งหมดในรูปของผง ลวด แท่ง หรือแกนยาโดยใช้กระแสสสารพลังงานสูง (การไหลของก๊าซหรือพลาสมา) วัสดุจะกระจายตัวเป็นอนุภาคในหมอกละเอียดและเร่งความเร็วเพื่อดันอนุภาคไปยังพื้นผิวที่เตรียมไว้เพื่อเคลือบ

All thermal spray methods involve the release of treated material particles onto the cleaned part to be coated. The coating material adheres to the surface and forms a continuous coating. With such forming characteristics, the coating will have a layered structure. In it, the material elements are deformed and stacked on top of each other. There are stable bonding processes that create the coating structure at the contact surface between the details and the part and the contact surface of the elements.

Thermal spray coating materials can be metal, steel, alloy, ceramic, plastic, and composite materials. Metal coating technology provides coatings with thicknesses ranging from approximately 20 micrometers to several millimeters, depending on the process and materials. And can be applied in a variety of thicknesses, typically 100 – 750 microns. Coating quality is usually assessed by measuring porosity, oxide content, macro and micro-hardness, bond strength, and surface roughness.

Thermal spraying has the versatility application, creating coatings for various materials and components to resist abrasion, corrosion, and cavitation. In addition, the coating spray process is also used to provide conductivity or electrical insulation, lubrication, high or low friction, sacrificial wear, chemical resistance, and other desirable surface properties.

การจำแนกประเภทของเทคโนโลยีการเคลือบโลหะ – กระบวนการที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบัน

การเคลือบโลหะถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมายพร้อมการใช้งานที่มีคุณค่า สารเคลือบเหล่านี้เป็นวัสดุแข็งที่ประกอบด้วยโลหะหรือโลหะผสม (ในรูปของลวด แท่ง หรือผง) ที่ถูกให้ความร้อนและละลายเมื่อสัมผัสกับการเผาไหม้เชื้อเพลิงในหัวฉีด เปลวไฟจากเครื่องฉีดน้ำจะให้พลังงานแก่ส่วนผสมที่ได้รับความร้อน เป็นผลให้ส่วนผสมถูกพ่นลงบนพื้นผิวโลหะและสร้างสารเคลือบแข็งและมีการยึดเกาะที่ดี ต่อไปนี้เป็นสี่วิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบันในการสร้างการเคลือบสเปรย์ความร้อน:

• วิธีสเปรย์เปลวไฟ

การพ่นเปลวไฟแก๊สไวไฟถือเป็นวิธีการพ่นเคลือบโลหะที่มีประสิทธิภาพ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ ตลอด 100 ปีที่ผ่านมา การพ่นไฟยังแบ่งออกเป็น 2 ประเภทยอดนิยม ได้แก่ การพ่นลวด และการพ่นสีฝุ่น กระบวนการฉีดเปลวไฟใช้เปลวไฟแบบออกซีอะเซทิลีน ความร้อนจากเปลวไฟทำให้วัสดุเคลือบละลาย และอากาศอัดจะดันไปบนพื้นผิวของวัสดุที่จะเคลือบ กระบวนการนี้เป็นอีกรูปแบบหนึ่งของ “กระบวนการเย็น” เนื่องจากมีอุณหภูมิในการทำงานค่อนข้างต่ำตลอดกระบวนการ

• วิธีการอาร์คสเปรย์

ไฟฟ้า วิธีการพ่นอาร์ค มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากความคุ้มค่าและประหยัดเวลาในการก่อสร้าง วิธีการนี้ก่อให้เกิดส่วนโค้งโดยการต่อลวดโลหะที่มีประจุตรงข้ามกันสองเส้น ซึ่งมักจะมีองค์ประกอบเดียวกัน สิ่งนี้นำไปสู่การหลอมละลายที่ส่วนปลายของวัสดุลวด อากาศจะทำให้วัสดุสเปรย์หลอมเหลวเป็นละอองและเร่งขึ้นสู่พื้นผิว เราสามารถปรับความเร็วการฉีดได้โดยการเปลี่ยนการป้อนลวดเมื่อให้ความร้อน การเคลือบสเปรย์อาร์กให้แรงยึดเกาะสูง อุณหภูมิพื้นผิวต่ำ และอัตราการครอบคลุมสูง ทำให้เหมาะสำหรับวัสดุเคลือบในพื้นที่ขนาดใหญ่ การใช้งานทั่วไปสำหรับวิธีนี้ ได้แก่ การป้องกันการสึกหรอ การป้องกันการกัดกร่อน การซ่อมแซมส่วนประกอบ และการป้องกันการหลุดลุ่ย ระบบนี้มีความคล่องตัวสูง ดังนั้นจึงเหมาะมากสำหรับโครงสร้างขนาดใหญ่หรือรายละเอียดที่ซับซ้อนในสถานที่และแอปพลิเคชันการประมวลผลในพื้นที่

• วิธี HVOF (การฉีดออกซิเจนความเร็วสูง)

HVOF (เชื้อเพลิงออกซิเจนความเร็วสูง) เป็นกระบวนการเคลือบโลหะที่ใช้กับพื้นผิววัสดุที่ต้องการการยึดเกาะที่หนาและสูง กลไกของกระบวนการ HVOF คือการดันผงวัสดุให้อยู่ในรูปแบบกึ่งหลอมเหลวที่ความเร็วเหนือเสียงไปยังพื้นผิวของวัสดุที่จะเคลือบ เชื้อเพลิง (ไฮโดรเจน/น้ำมันก๊าด) ผสมกับออกซิเจนและจุดติดไฟในห้องเผาไหม้ และก๊าซที่เผาไหม้จะถูกเร่งในห้องฉีดผ่านหัวฉีด สิ่งนี้สร้างความเร่งอย่างมีนัยสำคัญซึ่งจะเพิ่มความเร็วของอนุภาคในส่วนผสม ผลลัพธ์ที่ได้คือการเคลือบที่เปราะบางกระจายอย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิวโดยมีการยึดเกาะเชิงกลสูงกับส่วนประกอบของพื้นผิวและมีการยึดเกาะที่ดี

• วิธีการพ่นพลาสม่า

ที่ กระบวนการเคลือบพลาสมา เกี่ยวข้องกับการพ่นผงหลอมเหลวหรือกึ่งหลอมเหลวลงบนพื้นผิวของวัสดุเพื่อสร้างสารเคลือบ วัสดุเคลือบจะถูกฉีดในรูปแบบผงลงในเปลวไฟพลาสม่าที่มีอุณหภูมิสูง ภายใต้สารทำความร้อนและก๊าซตัวพา วัสดุจะถูกผลักอย่างรวดเร็วบนพื้นผิวของอุปกรณ์ที่จะเคลือบ สารเคลือบที่เกิดจากการพ่นพลาสมาอาจมีความหนาไม่กี่ไมโครเมตรถึงหลายมิลลิเมตร โดยทั่วไปการเคลือบแบบพ่นด้วยพลาสมาจะใช้อุณหภูมิที่สูงกว่าและความเร็วที่ต่ำกว่า (เมื่อเทียบกับ HVOF) ทำให้สามารถนำไปใช้กับพื้นผิวเคลือบที่หลากหลาย รวมถึงเซรามิกด้วย

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการเคลือบโลหะและข้อดี/ข้อเสีย

การใช้สเปรย์ความร้อน

การเคลือบโลหะสามารถนำไปใช้ในการใช้งานจริงได้หลายประเภท รวมถึงการปกป้องเครื่องบิน อาคาร และโครงสร้างอื่นๆ จากอุณหภูมิที่สูงเกินไป สารเคมี หรือสภาพแวดล้อม เช่น ความชื้นและฝนสูง แอปพลิเคชั่นยอดนิยมบางส่วน ได้แก่ :

• สเปรย์เคลือบกันความร้อน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการป้องกันการกัดกร่อนของวัสดุหลายชนิดโดยเฉพาะที่มีความต้านทานการสึกหรอสูง การเคลือบสเปรย์ความร้อนใช้สำหรับพื้นผิวที่มีรายละเอียดการทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น ทะเล สภาพแวดล้อมที่มีหมอกเกลือในระดับสูงและความชื้นสูง ฯลฯ โดยมีผลในการเพิ่มความต้านทานต่อสารเคมีการเสียดสีและการกัดกร่อนหรือสภาพแวดล้อม จึงช่วยยืดอายุของส่วนประกอบได้อย่างมาก อลูมิเนียมบริสุทธิ์และโลหะผสมสังกะสี-อลูมิเนียมที่ใช้ในการเคลือบสเปรย์ความร้อนให้การปกป้องที่มีประสิทธิภาพสำหรับการเคลือบทางทะเล สเปรย์เคลือบกันความร้อนมักใช้กับสะพาน เรือ เขื่อน ท่าเรือ และโครงสร้างอื่นๆ บนบกและนอกชายฝั่ง

• การพ่นด้วยความร้อนเป็นวิธีการทางอุตสาหกรรมที่ใช้ในการฟื้นฟู ปรับปรุง และปรับพื้นผิวของชิ้นส่วนโลหะ โดยเฉพาะส่วนที่หมุนและเคลื่อนที่ของเครื่องจักรต่างๆ ได้แก่ยานพาหนะบนถนนและทางรถไฟ เรือ เครื่องบิน ปั๊ม วาล์ว เครื่องพิมพ์ มอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องจักรผลิตกระดาษ โรงงานเคมี เครื่องจักรอาหาร เครื่องจักรทำเหมืองทรัพยากร รถขุดดิน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า การบินและอวกาศ ฉนวนกังหัน. ดังที่เห็นได้ว่าการเคลือบโลหะนั้นถูกนำไปใช้กับชิ้นส่วนของอุปกรณ์แทบทุกชนิดที่มีโอกาสสึกหรอ การกัดเซาะ หรือการกัดกร่อน และจำเป็นต้องได้รับการซ่อมแซม ซึ่งทำได้โดยใช้ระบบฉีดอาร์ก เปลวไฟ หรือ HVOF เพื่อพ่นเหล็ก โลหะผสมนิกเกิล คาร์ไบด์ โลหะผสมสแตนเลส ทองแดง และวัสดุอื่นๆ อีกมากมาย

• นอกจากนี้การเคลือบความร้อนยังใช้เพื่อเพิ่มความแข็งและความต้านทานความร้อนของอุปกรณ์ที่สวมใส่บ่อย เช่น ท่อหม้อไอน้ำ ผนังหม้อไอน้ำของโรงไฟฟ้าถ่านหิน เตาเผาในโรงงานกระดาษ เป็นต้น เคมี ใช้สำหรับเคลือบป้องกันการสึกหรอของสกรูและเพลา และสามารถพ่นบนหัวฉีด ใบพัด และตัวเรือนของกังหันไอน้ำ เพื่อคืนสภาพชิ้นส่วนที่สึกหรอ

การเคลือบฉนวนเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นวิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบสำหรับปัญหาการกัดกร่อนภายใต้ฉนวน เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเคลือบโลหะเพื่อลดการกัดกร่อนของฉนวนได้อย่างมีประสิทธิภาพในบทความนี้ การประยุกต์ใช้วิธีการเคลือบโลหะเพื่อลดการกัดกร่อนในฉนวน.

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเป็นโซลูชันทางเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมอย่างสูงและใช้กันอย่างแพร่หลาย การพ่นด้วยความร้อนจึงไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดสำหรับโครงการเสมอไป ดังนั้น เรามาดูข้อดีข้อเสียของการเคลือบโลหะเพื่อพิจารณาความเหมาะสมกับแผนของคุณในแง่ของประสิทธิภาพและค่าใช้จ่ายในการดำเนินการ

ข้อดีของวิธีการพ่นด้วยความร้อน

• Broad applicability: creating thermal spray coating is used in many large and small-scale projects.
• Long service life: Some applications have been rated to last more than 50 years.
• Higher life-cycle costs: metal coating extends equipment life and effectively reduces temporary maintenance.
• High mobility and easy automatic control are suitable for the on-site and local processing of large structures or intricate details.
• Ease of application in cold weather: Unlike most coating systems, thermal spray can be applied to metal surfaces at any temperature.
• Easily controlled coating thickness: We can precisely control coating thickness with optimal coating selection and modern engineering application to achieve optimum deposition.
• Even complex-shaped surfaces can be effectively coated using the robotic application of thermal spray coatings.

ข้อเสียของวิธีการเคลือบด้วยสเปรย์ความร้อน

นอกจากข้อดีข้างต้นแล้ว วิธีการพ่นด้วยความร้อนยังมีข้อเสียบางประการที่ต้องแก้ไข:

• ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นเนื่องจากข้อกำหนดทางเทคนิคและเทคโนโลยี
• ต้องการระดับการเตรียมพื้นผิวที่สูงขึ้น และเกี่ยวข้องกับการขจัดข้อบกพร่องพื้นผิวอื่นๆ เพื่อให้ได้ผลที่ดี
• กระบวนการพ่นสเปรย์ความร้อนต้องใช้ช่างเทคนิคที่มีทักษะและประสบการณ์สูง รวมถึงสภาพการทำงานหนักและอันตราย
• การสูญเสียวัสดุสเปรย์มาก

Despite some limitations, metal coating technology is still considered a corrosion protection method that shows great promise in the future. Not only does it provide a long-lasting solution, but it has also proven effective in protecting surfaces over the years. Advances in thermal spray equipment have dramatically increased injection rates since the technique has become widely used, significantly cutting down on the time it takes to complete projects.

If you want to find an effective, economical, and limited solution to the above disadvantages, VIVABLAST’s professional technicians will directly evaluate and apply the appropriate metal coating method for your projects. Surface preparation and coating processes are carried out according to standard procedures, using advanced spray-painting technologies to provide the ultimate น้ำยาป้องกันการกัดกร่อน เพื่อทรัพย์สินของคุณ

เกี่ยวกับเรา สเปรย์ความร้อนอลูมิเนียม การเคลือบผิว บริการ