Kylspray, även känd som Cold Gas Dynamic Spray (CGDS), är en avancerad ytbeläggningsteknologi baserad på aerodynamik. Den använder högtrycksgas för att driva fasta partiklar till extremt höga hastigheter, vilket får dem att 撞击 ett underlag vid påverkan och avsättning för att bilda en beläggning. Denna teknik är inte bara effektiv utan också miljövänlig, vilket gör den lämplig för ett brett utbud av applikationer. Här är en detaljerad titt på hur kall spray fungerar.
DekylsprayProcessen innebär att man använder komprimerad gas som ett accelererande medium för att driva pulverpartiklar som sträcker sig i storlek från 5 till 45 mikrometer. Dessa partiklar accelereras till supersoniska hastigheter (vid temperaturer som sträcker sig från rumstemperatur till 600 ° C) i ett helt fast tillstånd innan de påverkar underlaget. Vid påverkan omvandlas partiklarnas kinetiska energi till plastisk deformation, belastning och i slutändan värme. Detta resulterar i att partiklarna vidhäftar underlaget och bildar en tät beläggning.
Kall spray-teknik kan i stort sett klassificeras i två kategorier baserat på trycket från den drivande gasen: högtryck (över 1 MPa) och lågtryck (under 1 MPa) kall spray.
I denna process är komprimerad gas uppdelad i två strömmar. En ström passerar genom en värmare, medan den andra passerar genom en pulvermatningskanal.
De två gasströmmarna blandas och expanderar genom ett de-laval munstycke för att bilda en supersonisk gaspulverström.
Pulverpartiklarna påverkas sedan med hög hastighet på substratet, avsättning för att bilda en tjock beläggning.
Denna process är enklare och kräver bärbar utrustning.
Uppvärmd komprimerad gas kommer direkt in i munstycket, där den konvergerar med de inkommande pulverpartiklarna och sprutar dem på underlaget.
På grund av lägre spruttryck, bärgas och förvärmningstemperaturer tenderar beläggningarna som produceras av lågtrycksspray att ha dålig densitet och svagare gränsytebindning. Således är dess tillämpning begränsad till material som Cu, AL och deras legeringar för ytförbättring och reparation.
Kylspraykan användas för att avsätta olika material, inklusive metaller, plast och keramik, vilket gör det mycket mångsidigt.
De bildade beläggningarna är vanligtvis mycket korrosionsbeständiga och slitbeständiga, skyddar underlaget och förlänger dess livslängd.
Kall spray är relativt miljövänlig, eftersom det sprayade pulvret kan återvinnas och återanvändas.
Beläggningarna har låg restspänning, som är tryck, vilket möjliggör framställning av tjockare beläggningar.
Den kemiska sammansättningen och mikrostrukturen i beläggningen kan förbli konsekvent med råmaterialet, undvika oxidation, legeringsbränning och korntillväxt. Detta gör kall spray lämplig för termiskt känsliga material och aktiva metaller.
Prestandan för kalla spraybeläggningar påverkas av flera faktorer:
Dessa inkluderar gasförhållanden, munstycksdesign och spraydynamik.
Pulverpartikelstorleksfördelningen påverkar partikelhastigheten och kritisk hastighet.
Pulvermaterialets typ och egenskaper påverkar beläggningskvaliteten avsevärt.
Kritisk hastighet används traditionellt för att mäta sprayprestanda, men partikelpåverkningshastigheten spelar också en avgörande roll.
Faktorer som munstycksmaterial och kylmetoder kan påverka sprayeffektiviteten genom att förhindra munstycksuppkoppling.
Cold Spray Technology har hittat en utbredd tillämpning i olika branscher på grund av dess fördelar:
Beläggningar för förbättrad slitmotstånd, korrosionsmotstånd och värmeisolering.
Ytförbättring och reparation av komponenter.
Beläggningar för korrosionsskydd i hårda miljöer.
Beläggningar för implantat och kirurgiska verktyg som kräver hög biokompatibilitet.
