HVAF: от покрытий к аддитивному производству

От лужения до
аддитивного производства.
Нанесение слоев из карбидов,
металлов и сплавов
Виталий Гераськин
2016

План
2
1. Суть технологии
2. Пластичный WCCoCr твердостью 1450-
1700 HV
3. Газонепроницаемые коррозионно-стойкие
материалы
4. Выращивание плотных беспористых слоев
олова, алюминия, меди, и пр.
www.plackart.com vvgeraskin@gmail.com

Технология HVAF
3
High Velocity Air Fuel (HVAF) –
процесс газотермического
напыления, благодаря
относительно низкой температуре
пламени (1800-1950°C) и высокой
скорости частиц (800 - 1,000 m/s),
создающий малоокисленные,
беспористые, пластичные слои
металлов и сплавов с высокой
адгезией.

Принципиальная схема
горелки HVAF
Fuel Gas
Air
Powder +
carrier gas
Nozzle Combustion chamber Ceramic insert
1100-1500 m/s 850 m/s 40-50 m/s Скорость потока
<1500oC ~1600oC 1900oC Температура потока
ЧастицаУскорение Нагрев
4www.plackart.com vvgeraskin@gmail.com

Послойное нанесение
металлов и карбидов

WCCoCr от 50 µм
до 12 мм

Пластичный карбид вольфрама
твердостью 1450-1700 HV
30 40 50 60 70 80 90
0
500
1000
1500
2000
2
C4 Coating
Powder
33 222 1
1
1
1
1
1
1
1
1:WC
2:Co3
W3
C
3:Co
1
2/degree
Internsity/a.u.
3
3 2
22
WC-12Co
Пропан
1540 HV300

Оборудование
• Многофункциональное оборудование Kermetico AK.
Не использует кислород → ниже затраты, температура,
окисление материала, выше твердость и пластичность.
Мелкий порошок → высокая плотность и адгезия покрытия.
Горелки для наружных, внутренних и ручных работ.
Широкий спектр напыляемых покрытий: от алюминия до
карбидов.
• Системы Kermetico Convertible, превосходящие
стандарты HVOF.
Работают в режимах HVAF и HVOF. Сохраняют большую
часть преимуществ HVAF, напыляя порошки HVOF.
Непревзойденные производительность и коэффициент
использования материалов.
• Специализированные системы Kermetico.
HVAF системы, сконфигурированные таким образом, чтобы
наилучшим образом напылять определенные металлы и
сплавы.

Kermetico AK
• Многофункциональная система HVAF AK
• AK7 – мощная горелка для напыления металлов, сплавов и
карбидов на большие поверхности с наилучшим соотношением
качество/цена и производительностью 33+ кг/час
• AK6 – установка для напыления карбидов с
производительностью до 28 кг/час
• AK5 – компактная система для напыления на небольшие и
сложные детали с производительностью до 15 кг/час
• AK-ID – горелка для напыления диаметров от 80 мм и
вращающаяся горелка для отверстий глубиной до 600 мм и
диаметром от 100 мм производительность – 5 кг/час
• AK-HH – ручной пистолет HVAF весом 2,5 kg для напыления до 15
кг/час на месте эксплуатации оборудования
Все оборудование охлаждается воздухом, управляется мобильным
промышленным компьютером и PLC.
www.plackart.com vvgeraskin@gmail.com 9

Сравнение покрытий
HVAF и HVOF
Свойства покрытий
WC-10Co-4Cr
Типичный HVOF
Режим Kermetico HVAF
Economy Balanced Ultra
КИМ, % 40-55 60-70 48-58 36-42
Твердость, HV300
1050-
1250
1050-
1250
1250-
1350
1450-
1700
Модуль Юнга E, Gpa 300 400 450 450
Пористость <0.8 <0.8 <0.5 <0.1
Адгезия, PSI 12,000 +
Шероховатость
напыленного покрытия
µm
3.5-4.5 1-3.2
Источники: VTT, Finland, CPRI, India

Кавитационная стойкость
Покрытий WC-10Co-4Cr HVOF и HVAF
( dw/dt ) AF1 (5O) = 0.23 mg/h
( dw/dt ) AF3 (5E) = 0.71 mg/h
( dw/dt ) AF2 (5L) = 0.96 mg/h
( dw/dt ) HVOF = > 3.26 mg/h
Nozzle 5O
Nozzle 5L
Nozzle 5E
( dw/dt ) Сталь Х16Н5 =
2.0 - 2.5 мг/час

Стойкость к эрозии
Покрытия WC-10Co-4Cr HVOF и HVAF
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
50,0
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
Weightlosss,mg
Tets time, hour
Weight loss of WC-10Co-4Cr coatings during silt erosion testing
JP5000 HVOF
AK06-N 5L
AK06-N 5E
AK06-N 5O

Эрозия при разных углах атаки:
Покрытия WC-10Co-4Cr HVAF ведут себя
как пластичный материал
Midwest Thermal Spray (MI, USA)
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
AK06-HVAF: WC-Co-Cr HVOF MTS: WC-Co-Cr SHS8000, fused
Volumeloss,mm3/min
Dry erosion rate of hard coatings
Angle 30 deg. Angle 90 deg.

Нанесение карбида вольфрама
толщиной 1 мм

Вал тензиометра:
AK7 HVAF, WC-10Co-4Cr,
толщина 1.8 мм

Газонепроницаемые
коррозионно-стойкие слои
Напыляемые HVAF сплавы не окисляются, что
позволяет увеличить плотность и когезию
напыляемых слоев, и наносить их с меньшей
дистанции
125 мм 100 мм 100 мм шлифованные

Плакирование
Hastelloy

Плакирование фитинга

Специализированные
системы
Превосходные функциональные покрытия
Оборудование, разработанное специально для напыления
определенных покрытий с минимальной ценой при требуемом качестве
STi – система для напыления титана и его сплавов
SL – установка для напыления металлов с низкой температурой
плавления: алюминий, бронза, латунь, медь, олово, цинк
SP – установка для нанесения покрытий из благородных металлов:
золота и серебра
STi напыляет титан SL наносит олово

Напыление титана на
воздухе
Напыление титана
в защитном газе

Лужение установкой
HVAF SL

Выращивание Al

Оптимально для
производства
Наши системы созданы специалистами по напылению:
 Могут работать на имеющейся инфраструктуре HVOF
 Единое управление для всех горелок → легко изучить
 Высокая технологическая эффективность → сложно ошибиться
 Осевая подача порошка и простая конструкция → долгоживущие, просто
заменяемые детали
 Отклонение твердости 6% → меньше рисков качества
 Напыляемый порошок не испаряется → меньше риска для здоровья
АСО и напыление одной горелкой
В 10 раз быстрее и надежнее
Напыление двойного колена
установкой AK-ID

Некоторые из компаний,
уже использующих HVAF

Резюме
26
Оборудование HVAF позволяет наносить:
1. Пластичный WCCoCr твердостью 1450-
1700 HV
2. Газонепроницаемые коррозионно-стойкие
материалы
3. Плотные беспористые слои олова,
алюминия, меди толщиной в десятки мм

Контакты
ЗАО «Плакарт»
• www.plackart.com
• ЦКП Сколково
• НИОКР в области
покрытий
• 6 заводов покрытий в
РФ: Москва, Санкт-
Петербург, Н. Челны,
Н. Новгород, Пермь,
Тюмень
Kermetico, Inc
• www.kermetico.com
• 11 видов горелок
• 60 установок по миру,
в т.ч. 7 в РФ
• США, Италия, Канада,
Китай, Польша,
Сингапур, Япония

HVAF: от покрытий к аддитивному производству

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to HVAF: от покрытий к аддитивному производству

Similar to HVAF: от покрытий к аддитивному производству (20)

HVAF: от покрытий к аддитивному производству