용사(열분무) 란 무엇입니까?- 유형 및 적용

오늘날 용사 코팅은 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다. 이러한 코팅은 플라즈마 또는 산소 연료 연소에 노출되는 와이어 및 용융 분말로 구성됩니다. 스프레이 장치의 화재는 가열된 혼합물에 전원을 공급하고 일단 금속에 스프레이되면 혼합물은 단단한 코팅을 유지합니다.

 

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열 분무 코팅은 비행기, 건물 및 기타 구조물을 극한의 온도, 화학 물질 또는 습도 및 비와 같은 환경 조건으로부터 보호하는 것을 포함하여 다양한 유용한 응용 분야에서 사용됩니다. 이 기사에서 우리는 용사란 무엇이며 어떻게 하고 그 적용과 이점에 대해 살펴 볼 것입니다.

 

열분사 코팅이란?

용사 기술은 녹은(또는 가열된) 재료를 표면에 분사하는 코팅 공정입니다. "공급 원료"(코팅 전구체)는 전기(플라즈마 또는 아크) 또는 화학적 수단(연소 화염)에 의해 가열됩니다.

열 분무는 전기도금, 물리적 및 화학적 기상 증착과 같은 다른 코팅 공정과 비교하여 높은 증착 속도로 넓은 영역에 걸쳐 두꺼운 코팅(대략 두께 범위는 공정 및 공급원료에 따라 20미크론에서 수 mm임)을 제공할 수 있습니다. .

용사에 사용할 수 있는 코팅 재료에는 금속, 합금, 세라믹, 플라스틱 및 복합 재료가 포함됩니다. 이들은 분말 또는 와이어 형태로 공급되고 용융 또는 반 용융 상태로 가열되고 마이크로미터 크기 입자 형태로 기판을 향해 가속됩니다.

연소 또는 전기 아크 방전은 일반적으로 용사 에너지원으로 사용됩니다. 결과 코팅은 수많은 분무 입자가 축적되어 만들어집니다. 표면이 크게 가열되지 않아 인화성 물질이 코팅될 수 있습니다.

코팅 품질은 일반적으로 다공성, 산화물 함량, 매크로 및 마이크로 경도, 결합 강도 및 표면 거칠기를 측정하여 평가됩니다. 일반적으로 코팅 품질은 입자 속도가 증가함에 따라 증가합니다.

원래 장비 적용 외에도 열 분무 코팅은 서비스 중에 마모되고 손상된 부품을 수리하고 기계 부품의 치수를 복원하는 데 사용됩니다. 열 분무 코팅은 인쇄 롤 및 크기가 작은 베어링과 같이 마모되거나 부식된 구성 요소의 치수를 복원하는 데 사용됩니다.

 

 

 

열 분무는 어떻게 할까?

열 분무는 코팅을 생성하기 위해 미세하게 분할된 용융 또는 반 용융 액적의 스프레이로 소모품을 적용하는 코팅 공정의 일반적인 범주입니다.

금속, 서멧, 세라믹 및 폴리머의 코팅을 엔지니어링 애플리케이션을 위해 상당한 두께(일반적으로 0.1~10mm)의 층으로 증착하는 능력으로 구별됩니다. 스프레이 작업 중에 녹거나 플라스틱이 되는 한 거의 모든 재료가 증착될 수 있습니다. 기판 표면에서 입자는 '스플랫' 또는 '소판'을 형성하여 서로 맞물리고 쌓여 코팅을 제공합니다.

증착물은 기판과 융합되지 않거나 결합을 달성하기 위해 고용체를 형성해야 합니다. 이것은 다른 많은 코팅 공정, 특히 아크 용접, 브레이징 및 레이저 코팅 공정과 비교하여 용사의 중요한 특징입니다.

용사 코팅과 기판 사이의 결합은 주로 기계적이며 야금적이거나 융합되지 않습니다. 기질에 대한 접착력은 기질 표면의 상태에 따라 달라지며, 기질 표면은 분무 전에 그릿 블라스팅 또는 기계가공으로 깨끗하고 거칠게 해야 합니다.

용사 공정은 부품 보호 및 재생을 위해 모든 주요 엔지니어링 산업 분야에서 수년 동안 널리 사용되었습니다. 최근 장비 및 공정 개발로 품질이 향상되고 용사 코팅의 잠재적 적용 범위가 확대되었습니다.

 

열 분무 코팅 공정의 유형

1. HVOF(고속 산소 연료 분사)
HVOF는 노즐을 사용할 때마다 화염이 퍼질 수 있도록 토치를 사용하는 공정입니다. 이것은 혼합물의 입자 속도를 높이는 빠른 가속을 생성합니다. 최종 결과는 균일하게 도포되는 매우 얇은 코팅입니다. 얇음에도 불구하고 이 코팅은 강력하고 잘 접착됩니다. 내식성은 플라즈마 코팅보다 우수하지만 고온에는 적합하지 않습니다.

2. 연소 화염 살포
연소 화염 분사는 극도의 응력을 처리하도록 설계되지 않은 표면에 탁월한 옵션입니다. 스프레이 메커니즘이 더 낮은 화염 속도에 의해 구동되기 때문에 이 과정에서 생성된 코팅은 표면에 강하게 부착되지 않습니다.
화염은 연료와 결합된 산소를 통해 생성되며, 이는 혼합물을 녹일 것입니다. 연소 화염 분무는 저렴한 비용으로 인해 저강도 ​​응용 분야에 널리 사용됩니다.

3. 플라즈마 분사
플라즈마 스프레이는 코팅을 가열하고 스프레이하는 주요 도구로 플라즈마 토치를 사용합니다. 분말 재료가 녹은 후 연소 화염 분무와 유사한 방식으로 제품에 배치됩니다.
플라즈마 분무로 인한 코팅은 두께가 수 마이크로미터에서 수 밀리미터일 수 있습니다. 분말이 가장 널리 사용되는 재료이지만 금속 및 세라믹도 사용됩니다. 플라즈마 분무 공정은 적응성으로 인해 매우 인기가 있습니다.

4. 진공 플라즈마 스프레이
진공 플라즈마 스프레이는 제어된 환경에서 수행되지만 낮은 온도를 사용합니다. 이것은 진공을 유지하는 동시에 재료의 손상을 줄입니다. 다양한 가스 조합을 사용하여 스프레이에 필요한 압력을 얻을 수 있습니다.
진공 플라즈마 스프레이는 자동차 범퍼, 대시보드 또는 도어 미러용 하우징과 같은 품목에 사용됩니다. 이 공정은 수성 에폭시 접착제에 접착력을 제공하는 폴리에틸렌 몰딩의 전처리에도 사용할 수 있습니다.

5. 2선식 전기 아크 스프레이
이 스프레이 방식은 전기적으로 전도성인 두 와이어 사이에 생성되는 아크 포인트를 활용합니다. 전선이 연결되는 지점에서 용융이 발생합니다. 아크는 토치와 함께 사용되는 연소 화염 스프레이와 유사하게 증착 및 용융을 생성하는 가열을 허용합니다.
압축 공기는 코팅 스프레이에 사용됩니다. 이 절차는 비용 효율성으로 인해 인기가 있으며 일반적으로 기본 재료로 알루미늄 또는 아연을 사용합니다.

 

열 분무 코팅의 장점

비용 절감.
부품 수리 비용은 새 부품을 구입하는 것보다 저렴합니다. 종종 코팅은 실제로 사용된 원래 재료보다 더 오래 지속됩니다.

낮은 열 입력.
몇 가지 예외를 제외하고 열 스프레이 프로세스는 구성 요소의 열 이력만 남깁니다.

다양한 재료.
거의 모든 금속, 세라믹 또는 플라스틱에 용사할 수 있습니다.

두께 범위.
재료 및 스프레이 시스템에 따라 코팅은 0.001에서 1인치 이상의 두께로 스프레이될 수 있습니다. 두께는 일반적으로 0.005-0.1인치입니다.

처리 속도.
스프레이 속도는 재료와 스프레이 시스템에 따라 3-60lb/hr 범위입니다. 재료 적용의 일반적인 비율은 0.01인치 두께당 제곱피트당 재료의 1/2 -2lb입니다.

 

열 분무 코팅의 단점

기질을 위장
열 분무 코팅은 많은 경우에 매우 효율적이기 때문에 엄격한 기록이 유지되지 않는 한 코팅 공정 후에 기판이 어떤 재료로 만들어졌는지 알 수 없습니다.

효과를 정확하게 평가할 수 없음
일단 용사 코팅이 적용되면 시각적 평가 외에 코팅이 얼마나 잘 진행되었는지 정확히 말하기 어렵습니다.

비용
일부 용사 코팅 방법은 매우 고가의 장치를 필요로 하므로 초기 설정 비용이 많이 소요될 수 있습니다.