Natryskiwanie plazmowe jest to metoda natryskiwania powierzchni metali innymi metalami, stopami lub materiałami niemetalicznymi (np. ceramicznymi) za pomocą palników plazmowych.

Plazmę stanowi strumień gazu (np. argonu lub mieszaniny Ar, H2 i N2) o wysokiej temperaturze i dużym stopniu zjonizowania. Plazma powstaje w palniku w którym wytwarza się „skondensowany” łuk elektryczny. Łuk ten powstaje między elektrodą wolframową umieszczoną centralnie i miedzianą dyszą chłodzoną wodą, która stanowi anodę.
Przez palnik jest przedmuchiwany gaz przechodzący w stan plazmy o temperaturze dochodzącej do 10000 °C.

Sproszkowany materiał przeznaczony do natryskiwania plazmowego może być wprowadzony wraz z gazem do palnika lub bezpośrednio w wydobywający się z niego strumień plazmy. Proszek ulega stopieniu i również może przejść w stan plazmy, po czym zostaje naniesiony na podstawioną powierzchnię stali, na której ulega kondensacji.

Metodą tą można nanosić materiały trudnotopliwe (nadstopy, Al2O3), bardzo twarde (węgliki wanadu, wolframu, tytanu, azotki tytanu) lub o innych szczególnych własnościach, modyfikując tym sposobem własności warstwy wierzchniej. Warstwy natryskiwane plazmowo cechują się bardzo dobrą przyczepnością do podłoża, ale na ogół są porowate.

Piece atmosferowe:

Z pieców atmosferowych najczęściej wykorzystywany jest piec wgłębny – jest on w postaci walca który ma grzejniki umieszczone na pobocznicy komory grzejnej, najczęściej w postaci spirali.

Na dnie znajduje się podstawa do ustawienia kosza lub zawieszki, w której znajduje się wsad. W pokrywie umieszczony jest wentylator do intensywnego mieszania atmosfery w celu wyrównywania temperatury w całym wsadzie. Zmniejszenie masy pokrywy a tym samym poprawienie operatywności pracy, szczególnie przy procesach krótkotrwałych, osiąga się montując mieszadło na spodzie pieca. Piece wgłębne ustawione są zazwyczaj w pozycji zagłębionej.

W urządzeniach do obróbki cieplnej lub do ich obsługi jest stosowana aparatura pomiarowa, kontrolna i regulacyjna – przede wszystkim jest to tzw. aparatura termometryczna:
    • czujniki termoelektryczne – pracują na zasadzie wykorzystania zjawiska termoelektrycznego, polegającego na powstaniu siły elektromotorycznej wskutek różnicy temperatur między dwiema spoinami różnych metali, stopów metali lub niemetali, stanowiącymi część tego samego obwodu elektrycznego – w obwodzie tym powstaje ponadto siła elektromotoryczna w częściach jednorodnego przewodnika, znajdujących się w różnych temperaturach. Wypadkowa siła elektromotoryczna, nosząca nazwę siły termoelektrycznej STE zależy od rodzaju materiałów tworzących obwód oraz od różnicy temperatur obydwu spoin. Termometr termoelektryczny jest przyrządem do bezpośredniego pomiaru temperatury, wykorzystującym zależności STE termoelementu od temperatury spoin: pomiarowej i odniesienia.
    • czujniki rezystancyjne – działają na zasadzie wykorzystania zjawiska zmiany rezystancji przewodnika wraz ze zmianą jego temperatury. Pomiar temperatury sprowadza się do pomiaru metodą elektryczną rezystancji rezystora termoelektrycznego,
    • pirometry optyczne – służą do bezstykowego pomiaru temperatury powierzchni ciał na podstawie pomiaru natężenia promieniowania temperaturowego emitowanego przez te powierzchnie i zależnego od ich temperatury,
    • mierniki temperatury,
    • rejestratory temperatury,
    • osprzęt pomocniczy.

 

Atmosfera ochronna:

Atmosfera ochronna – jest to gaz lub mieszanina gazów wprowadzonych do pieca w celu ochrony grzanego wsadu przed utlenianiem lub przed utlenianiem i odwęglaniem. Atmosfery ochronne dzieli się według metod wytwarzania na atmosfery:
– bezgeneratowe,
– generatowe.

Do atmosfer bezgeneratowych zalicza się przede wszystkim jednoskładnikowe gazy techniczne wprowadzone bezpośrednio do pieca. Najczęściej gazami tymi są: argon, azot i wodór, które niekiedy bywają osuszone. Innym rodzajem atmosfer bezgeneratowych są produkty rozpadu ciekłych związków organicznych, wówczas gdy rozkład nastąpił bezpośrednio w komorze grzejnej pieca.

Atmosfery generatowe (wytwarzane w generatorze) dzieli się w zależności od użytego surowca na:

  • atmosfery z gazów opałowych (endotermiczne i egzotermiczne)
  • atmosfery z amoniaku (uzyskane przez jego dysocjację lub spalanie)
  • atmosfery z azotu technicznego.

Ze względu na rodzaj oddziaływania przedmiotów stalowych ze środowiskiem gazowym gazy dzieli się na:

  • utleniające (O2,H2O,CO2)
  • redukujące (H2,CO)
  • nawęglające (CH4,CO)
  • odwęglające (H2,CO2, H2O)
Gazami obojętnymi nie powodującymi utleniania ani redukcji, są: azot, argon i hel.

Najprostszymi mieszaninami gazowymi, występującymi w atmosferach ochronnych są mieszaniny: tlenu z gazem obojętnym, wodoru z parą wodną i tlenku węgla z dwutlenkiem węgla.

Podstawowymi mieszaninami gazowymi reagującymi z węglem w stali są: tlenek i dwutlenek węgla oraz metan i wodór.
Gazy w zależności od temperatury zawierają ściśle określoną ilość pary wodnej w stanie nasycenia. Jeżeli obniży się temperaturę mieszaniny gazu z parą nasyconą to gaz staje się przesycony wilgocią. Wówczas obopary wodnej wystąpią w nim kropelki wody w postaci mgły. Przy niskich temperaturach pojawia się mgła śnieżna.

Temperaturę punktu rosy jednoznacznie określa ciśnienie cząstkowe pary wodnej, ponieważ jest ona funkcją temperatury rosy. Znając ciśnienie cząstkowe pary wodnej w gazie można obliczyć jej zawartość w procentach objętości lub masy pary wodnej.

Zależnie od zasady pomiaru wśród metod pomiaru wilgotności można wyróżnić:

  • metody fizykochemiczne polegające na pośrednim pomiarze wilgotności na podstawie pomiaru wielkości zależnej od stanu wilgotności, np. pomiar przewodnictwa elektrycznego substancji hygroskopijnych, pomiar prądu elektrolizy wody pochłoniętej przez absorbent.
  • metody hygrometryczne polegające na obniżeniu temperatury w pewnej przestrzeni wypełnionej gazem aż do temperatury punktu rosy,
  • metody psychrometryczne polegające na pomiarze efektu termometrycznego obniżania się temperatury wskutek parowania wody która zależna jest od wilgotności gazu,
  • metody absorpcyjne (chemiczne) polegające na pochłonięciu pary wodnej z odmierzonej (objętościowo) ilości gazu i pomiarze przyrostu masy absorbenta,

O autorze

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *