Công nghệ sơn phun nhiệt đã được sử dụng rộng rãi khắp Châu Âu và dần chứng tỏ tính ưu việt của mình trong nhiều công trình. Ngoài việc cung cấp khả năng chống ăn mòn và nâng cao hiệu suất, lớp phủ kim loại cũng được sử dụng để sửa chữa và phục hồi các bộ phận bị ăn mòn hoặc gia công sai. Vậy cụ thể phương pháp này được thực hiện như thế nào? Điều gì làm cho lớp phủ này trở nên nổi bật? Chúng tôi sẽ giải đáp tất cả trong bài viết dưới đây.
Phân loại và ứng dụng công nghệ phủ kim loại trong công nghiệp
Công nghệ Sơn Phun Nhiệt ngày càng được quan tâm dựa trên những lợi ích và hiệu quả. Với sự phát triển của kỹ thuật, công nghệ, các phương pháp phủ kim loại cũng được cải tiến về nhiều mặt nhằm mang lại hiệu quả tốt hơn. Vậy hãy cùng tìm hiểu về đặc tính lớp phủ, ứng dụng thực tế cũng như những ưu/nhược điểm của công nghệ tiên tiến này qua các phần được trình bày dưới đây.
Định nghĩa và đặc điểm công nghệ phủ kim loại
Phủ kim loại là phương pháp công nghệ dùng để phục hồi, tái tạo các lớp vật liệu kim loại/phi kim loại, bề mặt của các chi tiết vật liệu. Cơ chế của phương pháp này là làm nóng một phần hoặc toàn bộ vật liệu rắn ở dạng bột, dây, thanh hoặc lõi thuốc sử dụng dòng vật chất năng lượng cao (dòng khí hoặc plasma). Vật liệu được phân tán thành các hạt trong một màn sương mịn và được tăng tốc để đẩy các hạt lên bề mặt đã chuẩn bị để phủ.
Tất cả các phương pháp phun nhiệt đều liên quan đến việc giải phóng các hạt vật liệu đã được xử lý lên phần được làm sạch để phủ. Vật liệu phủ bám dính vào bề mặt và tạo thành lớp phủ liên tục. Với đặc điểm hình thành như vậy, lớp phủ sẽ có cấu trúc phân lớp. Trong đó, các phần tử vật chất bị biến dạng và xếp chồng lên nhau. Có các quá trình liên kết ổn định tạo nên cấu trúc lớp phủ tại bề mặt tiếp xúc giữa các chi tiết với bộ phận và bề mặt tiếp xúc của các chi tiết. Vật liệu phủ phun nhiệt có thể là kim loại, thép, hợp kim, gốm, nhựa và vật liệu composite. Công nghệ phủ kim loại cung cấp lớp phủ có độ dày từ khoảng 20 micromet đến vài mm, tùy thuộc vào quy trình và vật liệu. Và có thể ứng dụng ở nhiều độ dày khác nhau, điển hình là 100 – 750 micron. Chất lượng lớp phủ thường được đánh giá bằng cách đo độ xốp, hàm lượng oxit, độ cứng vĩ mô và vi mô, độ bền liên kết và độ nhám bề mặt. Phun nhiệt có ứng dụng linh hoạt, tạo lớp phủ cho nhiều vật liệu và thành phần khác nhau để chống mài mòn, ăn mòn và tạo bọt. Ngoài ra, quy trình phun phủ cũng được sử dụng để cung cấp độ dẫn điện hoặc cách điện, bôi trơn, ma sát cao hoặc thấp, mài mòn hy sinh, kháng hóa chất và các đặc tính bề mặt mong muốn khác.
Phân loại công nghệ phủ kim loại – Các quy trình phổ biến nhất hiện nay
Lớp phủ kim loại được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau với những ứng dụng có giá trị. Những lớp phủ này là vật liệu rắn bao gồm kim loại hoặc hợp kim (ở dạng dây, thanh hoặc bột) được nung nóng và tan chảy khi tiếp xúc với quá trình đốt cháy nhiên liệu trong kim phun. Ngọn lửa từ bộ phun sẽ cung cấp năng lượng cho hỗn hợp được làm nóng. Kết quả là hỗn hợp được phun lên bề mặt kim loại và tạo ra một lớp phủ rắn có độ bám dính tốt. Dưới đây là 4 phương pháp phổ biến nhất hiện nay để tạo ra lớp phủ phun nhiệt:
- Phương pháp phun lửa
Phun ngọn lửa bằng khí dễ cháy được coi là phương pháp phun phủ kim loại hiệu quả và đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau trong hơn 100 năm qua. Phun lửa cũng được chia làm 2 loại phổ biến là phun dây và phun bột. Quá trình phun ngọn lửa sử dụng ngọn lửa oxy-axetylen. Nhiệt từ ngọn lửa làm tan chảy vật liệu phủ và khí nén đẩy nó lên bề mặt vật liệu cần phủ. Quá trình này cũng là một dạng khác của “quy trình lạnh” do nhiệt độ vận hành tương đối thấp trong suốt quá trình.
- Phương pháp phun hồ quang
Điện phương pháp phun hồ quang được sử dụng rộng rãi do tính hiệu quả về chi phí và tiết kiệm thời gian thi công. Phương pháp này tạo thành một vòng cung bằng cách co hai dây kim loại tích điện trái dấu, thường có cùng thành phần. Điều này dẫn đến sự nóng chảy ở đầu vật liệu dây. Không khí nguyên tử hóa vật liệu phun nóng chảy và tăng tốc lên bề mặt. Chúng ta có thể điều chỉnh tốc độ phun bằng cách thay đổi nguồn cấp dây khi làm nóng nó. Lớp phủ phun hồ quang cung cấp độ bền liên kết cao, nhiệt độ bề mặt thấp và tỷ lệ che phủ cao, khiến nó phù hợp với diện tích vật liệu phủ lớn. Các ứng dụng điển hình của phương pháp này bao gồm chống mài mòn, chống ăn mòn, sửa chữa linh kiện và chống sờn. Hệ thống này có tính di động cao nên rất phù hợp với các kết cấu lớn hoặc các chi tiết phức tạp tại chỗ và các ứng dụng xử lý cục bộ.
- Phương pháp HVOF (Tiêm oxy tốc độ cao)
HVOF (Nhiên liệu oxy tốc độ cao) là quá trình phủ kim loại được áp dụng cho các bề mặt vật liệu cần độ bám dính dày và cao. Cơ chế của quá trình HVOF là đẩy bột nguyên liệu ở dạng bán nóng chảy với tốc độ siêu âm lên bề mặt vật liệu cần phủ. Nhiên liệu (hydro/dầu hỏa) được trộn với oxy và đốt cháy trong buồng đốt, đồng thời khí đốt được tăng tốc trong buồng phun qua vòi phun. Điều này tạo ra một gia tốc đáng kể làm tăng tốc độ của các hạt trong hỗn hợp. Kết quả là tạo ra một lớp phủ dễ vỡ phân bố đều trên bề mặt với độ liên kết cơ học cao với các thành phần bề mặt, có độ bám dính tốt.
- Phương pháp phun plasma
Các quá trình phủ plasma liên quan đến việc phun bột nóng chảy hoặc bán nóng chảy lên bề mặt vật liệu để tạo lớp phủ. Vật liệu phủ được phun ở dạng bột vào ngọn lửa plasma nhiệt độ cao. Dưới tác nhân gia nhiệt và khí mang, vật liệu nhanh chóng được đẩy lên bề mặt của thiết bị cần phủ. Lớp phủ được tạo ra bằng cách phun plasma có thể dày từ vài micromet đến vài mm. Lớp phủ phun plasma thường sử dụng nhiệt độ cao hơn và vận tốc thấp hơn (so với HVOF), cho phép chúng được áp dụng cho nhiều loại bề mặt phủ khác nhau, bao gồm cả gốm sứ.
Ứng dụng công nghệ phủ kim loại và ưu/nhược điểm
Ứng dụng phun nhiệt
Lớp phủ kim loại có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng thực tế, bao gồm bảo vệ máy bay, tòa nhà và các công trình khác khỏi nhiệt độ khắc nghiệt, hóa chất hoặc các điều kiện môi trường như độ ẩm cao và mưa. Một số ứng dụng phổ biến bao gồm:
- Lớp phủ phun nhiệt được sử dụng rộng rãi trong việc chống ăn mòn nhiều loại vật liệu, đặc biệt là có khả năng chống mài mòn cao. Sơn phun nhiệt được sử dụng cho các bề mặt chi tiết hoạt động trong môi trường khắc nghiệt như biển, môi trường có nồng độ sương muối, độ ẩm cao… có tác dụng tăng cường khả năng chống mài mòn, ăn mòn của hóa chất hoặc môi trường. Qua đó kéo dài đáng kể tuổi thọ của các bộ phận. Hợp kim nhôm và kẽm-nhôm nguyên chất được sử dụng trong sơn phun nhiệt mang lại sự bảo vệ hiệu quả cho lớp phủ hàng hải. Lớp phủ phun nhiệt thường được áp dụng cho cầu, thuyền và đập, trụ cầu và các công trình trên bờ và ngoài khơi khác.
- Phun nhiệt là phương pháp công nghiệp được sử dụng để phục hồi, cải tạo và làm lại bề mặt các bộ phận kim loại, đặc biệt là các bộ phận quay, chuyển động của các loại máy móc. Chúng bao gồm các phương tiện đường bộ và đường sắt, tàu thủy, máy bay, máy bơm, van, máy in, động cơ điện, máy giấy, nhà máy hóa chất, máy thực phẩm, máy khai thác tài nguyên, máy xúc đất, máy phát điện, hàng không vũ trụ, cách nhiệt tuabin. Có thể thấy, lớp phủ kim loại được áp dụng cho hầu hết mọi thiết bị có thể bị mài mòn, xói mòn hoặc ăn mòn và cần được phục hồi. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thống phun hồ quang, ngọn lửa hoặc HVOF để phun thép, hợp kim niken, cacbua, hợp kim không gỉ, đồng và nhiều vật liệu khác.
- Ngoài ra, lớp phủ nhiệt còn được sử dụng để tăng độ cứng và khả năng chịu nhiệt của các thiết bị thường xuyên bị mài mòn như ống nồi hơi, thành nồi hơi của các nhà máy điện đốt than, lò nung trong nhà máy giấy, v.v. hóa học. Được sử dụng để phủ chống mài mòn cho vít và trục và có thể được phun lên vòi, lưỡi và vỏ của tuabin hơi để khôi phục các bộ phận bị mòn.
Lớp phủ cách nhiệt còn được biết đến là giải pháp hoàn hảo cho vấn đề ăn mòn dưới lớp cách nhiệt. Tìm hiểu thêm về lớp phủ kim loại để giảm ăn mòn cách nhiệt hiệu quả trong bài viết này Ứng dụng phương pháp phủ kim loại để giảm ăn mòn cách nhiệt.
Tuy nhiên, là giải pháp công nghệ được đánh giá cao và ứng dụng rộng rãi, phun nhiệt không phải lúc nào cũng là giải pháp tối ưu cho các công trình. Vì vậy, chúng ta hãy xem xét những ưu và nhược điểm của lớp phủ kim loại để xác định sự phù hợp của nó với kế hoạch của bạn về mặt hiệu quả và chi phí thực hiện.
Ưu điểm của phương pháp phun nhiệt
- Khả năng ứng dụng rộng rãi: tạo sơn phun nhiệt được ứng dụng trong nhiều công trình lớn nhỏ.
- Tuổi thọ lâu dài: Một số ứng dụng được đánh giá là có tuổi thọ hơn 50 năm.
- Chi phí vòng đời cao hơn: lớp phủ kim loại giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm thiểu hiệu quả việc bảo trì tạm thời.
- Tính di động cao và điều khiển tự động dễ dàng phù hợp cho việc xử lý tại chỗ và cục bộ các kết cấu lớn hoặc các chi tiết phức tạp.
- Dễ thi công trong thời tiết lạnh: Không giống như hầu hết các hệ thống phủ, phun nhiệt có thể được áp dụng cho bề mặt kim loại ở bất kỳ nhiệt độ nào.
- Dễ dàng kiểm soát độ dày lớp phủ: Chúng tôi có thể kiểm soát chính xác độ dày lớp phủ bằng cách lựa chọn lớp phủ tối ưu và ứng dụng kỹ thuật hiện đại để đạt được độ lắng đọng tối ưu.
- Ngay cả các bề mặt có hình dạng phức tạp cũng có thể được phủ một cách hiệu quả bằng cách sử dụng ứng dụng robot phun sơn nhiệt.
Nhược điểm của phương pháp sơn phun nhiệt
Bên cạnh những ưu điểm trên, phương pháp phun nhiệt vẫn còn một số nhược điểm cần khắc phục:
- Chi phí ban đầu cao hơn do yêu cầu kỹ thuật và công nghệ
- Yêu cầu mức độ chuẩn bị bề mặt cao hơn và liên quan đến việc loại bỏ các khuyết tật bề mặt khác để đạt được hiệu quả tốt.
- Quá trình phun nhiệt đòi hỏi công nhân kỹ thuật có tay nghề cao, giàu kinh nghiệm và điều kiện làm việc nặng nhọc, độc hại.
- Mất nhiều vật liệu phun
Tuy còn một số hạn chế nhưng công nghệ phủ kim loại vẫn được coi là phương pháp chống ăn mòn có nhiều hứa hẹn trong tương lai. Nó không chỉ cung cấp một giải pháp lâu dài mà còn được chứng minh là có hiệu quả trong việc bảo vệ bề mặt trong nhiều năm qua. Những tiến bộ trong thiết bị phun nhiệt đã làm tăng đáng kể tốc độ phun do kỹ thuật này được sử dụng rộng rãi, cắt giảm đáng kể thời gian hoàn thành dự án. Nếu bạn muốn tìm một giải pháp hiệu quả, tiết kiệm và hạn chế cho những nhược điểm trên, đội ngũ chuyên gia của VIVABLAST kỹ thuật viên sẽ trực tiếp đánh giá và áp dụng phương pháp phủ kim loại phù hợp cho công trình của bạn. Quá trình chuẩn bị bề mặt và phủ được thực hiện theo quy trình tiêu chuẩn, sử dụng công nghệ phun sơn tiên tiến để mang lại hiệu quả tối ưu giải pháp chống ăn mòn cho tài sản của bạn.
Về chúng tôi Nhôm phun nhiệt lớp áo Dịch vụ
