VYSOKORYCHLOSTNÍ NÁSTŘIK HVOF (High Velocity Oxy-Fuel)
Tato metoda je nejmodernější technologií v oblasti žárových nástřiků, kdy zdrojem tepelné energie je směs kyslíku a kerosinu. Kyslík a kerosin jsou axiálně napouštěny do spalovací komory, kde dojde k jejich atomizaci a zažehnutí jiskrou zapalovací svíčky. Produkty spalování jsou pak urychleny v konvergentně divergentní trysce až na supersonické hodnoty (Mach 1-2). Tlak ve spalovací komoře je monitorován, aby se zabezpečily stabilní podmínky hoření a reprodukovatelnost procesu. Hořák je ochlazován vodou, která proudí v meziplášti hořáku.
Spaliny jsou urychlovány v trysce až na nadzvukové hodnoty výstupní rychlosti. Materiál ve formě prášku je za pomoci nosného plynu dusíku přiváděn radiálně z protilehlých stran do tzv. difuzoru, kde dojde k jeho natavení a přes trysku pak k výraznému urychlení směrem k povlakované součásti. Termodynamické děje probíhající v proudu spalin proudících nadzvukovou rychlostí vedou ke vzniku expanzních a kompresních vln, tzv. šokových diamantů, které jsou viditelné v plameni vycházejícím z hořáku.
Vysoká rychlost částic prášku při dopadu způsobí rovnoměrné rozprostření a zakotvení částic k podkladovému materiálu a tím vzniká vysoká hustota a přilnavost HVOF stříkaných povlaků. Relativně nízká teplota plamene cca 2600 C omezuje tuto technologii pro nástřik keramických povlaků, na druhou stranu výrazně omezuje oxidaci, fázové přeměny a vyhořívání některých prvků nanášeného materiálu v průběhu nástřiku. Unikátní vlastností této technologie je, že poskytuje na rozdíl od všech ostatních metod žárových nástřiků povlaky v tlakovém pnutí. Tlakové pnutí v povlaku podstatně zvyšuje přilnavost nástřiku k podkladu ( soudržnost cca 70MPa) a je rovněž příznivé z hlediska únavových vlastností povlakovaných součástí.
Teplota plamene předurčuje tuto technologii k nástřiku kovů a jejich slitin s nízkou a střední teplotou tavení. Typickými materiály pro HVOF nástřik jsou cermety (ceramic-metal), nejčastěji na bázi karbidů wolframu a chromu. Typickými aplikacemi jsou povlaky odolné proti opotřebení a korozi v různých prostředích.
Základní parametry nástřiku:
| Rychlost částic [m.s-1] |
Adheze [MPa] |
Obsah oxidů [%] |
Pórovitost [%] |
Výkon nanášení [kg.h-1] |
Typická tloušťka nástřiku [mm] |
|---|---|---|---|---|---|
| 600 ÷ 1000 | < 70 | 1 ÷ 2 | 1 ÷ 2 | 3 ÷ 6 | 0,2 ÷ 2 |
- Přídavný materiál - prášek
- Přívod kerosinu
- Přívod kyslíku
- Nástřik
- Podklad
- Zapalovací svíčka
| Výhody | Nevýhody |
|---|---|
| vysoká hustota nástřiku | hlučnost, až 130 dB |
| vysoká soudržnost | nelze nanášet keramické povlaky |
| nízká pórovitost a obsah oxidů | omezení pro nástřik vnitřních ploch |
| nízká teplota podkladu do 150°C | |
| tlakové napětí v nástřikové vrstvě | |
| široký výběr prášků |
Naše firma používá zařízení JP-5000 americké firmy Praxair TAFA se systémem HP/HVOF (High Pressure High Velocity Oxy-Fuel) www.praxair.com s podavačem prášku HVOF System Powder Feeder 1264.
Polohovací zařízení s NC řízením umožňuje velice přesně nanášet válcové i kulové plochy až do průměru 1100mm a délky 3500mm.
Jako přídavné materiály používáme výhradně prášky firmy PRAXAIR, Inc. USA na bázi:
- karbidu wolframu
- karbidu chromu
- niklu (Alloy 625)
- kobaltu (TRIBALLOY 400, TRIBALLOY 800)
- železa (SS 316)