پاشش حرارتی چیست؟

پاشش حرارتی یک فناوری است که سطح یک ماده جامد را بهبود بخشیده و یا ترمیم می کند. این فرآیند را می توان برای اعمال پوشش بر روی طیف گسترده ای از مواد و اجزاء، برای ایجاد مقاومت در برابر: سایش، فرسایش، حفره، خوردگی، سایش یا گرما استفاده کرد، همچنین برای ارائه هدایت الکتریکی یا عایق، روانکاری، اصطکاک زیاد یا کم، سایش ، مقاومت شیمیایی و بسیاری از خواص سطحی مطلوب دیگر استفاده می شود.

پاشش حرارتی به طور گسترده در بسیاری از صنایع به عنوان یک روش ارجح پذیرفته شده است. دامنه وسیعی برای افزایش عمر قطعات جدید و یا از طریق استفاده از تکنیک های آزموده شده، تعمیر و مهندسی مجدد قطعات فرسوده یا آسیب دیده دارد.

مبانی همه روش‌های پاشش حرارتی شامل پرتاب کردن ذرات کوچک نرم شده بر روی یک سطح تمیز و آماده شده است که در آنجا به یک پوشش پیوسته می‌چسبند. ترکیب انرژی حرارتی و جنبشی باعث می‌شود که ذرات روی سطح و روی هم صاف شوند یا روی هم قرار بگیرند و پوششی منسجم از لایه‌های متوالی ایجاد کنند.

یک فرآیند پیوند مکانیکی بدون اعوجاج است و می تواند مواد زیادی از جمله: فولادها، فولادهای ضد زنگ، آلیاژهای نیکل، مس، برنز، مولیبدن، سرامیک، کاربید تنگستن و ... را پاشش کند و در ضخامت های مختلف اعمال شود، معمولاً ۱۰۰-۷۵۰ میکرون اما می تواند بیشتر نیز باشد.

این فرایند شامل پنج دسته کلی است:

۱)    پاشش سیم: از گاز و اکسیژن برای ذوب سیم ها به عنوان ماده ورودی قبل از پاشش با هوای فشرده استفاده می کند.

۲)    پاشش پودر: از استیلن و اکسیژن برای نرم کردن/ذوب کردن پودر با جریان گاز که ذرات به سطح را تسریع می کند، استفاده می کند.

۳)    پاشش قوس الکتریکی: از برق DC برای ذوب سیم ها قبل از پاشش با هوای فشرده استفاده می کند.

۴)    پاشش پلاسما: از قوس الکتریکی در یک گاز بی اثر برای ایجاد پلاسما استفاده می کند که پودرهای اسپری را نرم می کند. جریان گاز پودر را برای اکسید کم بر روی بستر پخش می کند.

۵)    پاشش سوخت اکسیژن با سرعت بالا: از یک شعله اکسیژن/سوخت تسریع شده برای نرم کردن پودرهای قابل پاشش و پخش آنها روی بستر با سطوح بالای انرژی جنبشی استفاده می کند.

هر پنج فرآیند پاشش حرارتی را می توان برای اعمال "پوشش های مهندسی" برای اصلاح خواص سطحی یک مورد استفاده کرد. پوشش های مهندسی می توانند ویژگی هایی مانند مقاومت در برابر سایش، موانع حرارتی، هدایت الکتریکی/حرارتی، جایگزینی هارد کروم و عایق را در طیف وسیعی از کاربردها ارائه دهند.

تجهیزات فلزی پاشش سیم  و پاشش کمانی نیز برای اعمال پوشش‌های «محافظت در برابر خوردگی» روی، آلومینیوم و آلیاژهای روی/آلومینیوم روی فولاد مانند پل‌ها، دروازه‌ها، کشتی‌ها، سکوهای خارج از ساحل، دروازه‌ها/حصارها و وسایل نقلیه استفاده می‌شود. معمولاً به عنوان جایگزینی برای گالوانیزه استفاده می شود.

چند کاربرد رایج عبارتند از:

احیا و مهندسی مجدد طیف وسیعی از قطعات چرخان و متحرک از انواع ماشین آلات از جمله: وسایل نقلیه جاده ای و ریلی، کشتی ها، هواپیماها، پمپ ها، شیرآلات، ماشین های چاپ، موتورهای الکتریکی، ماشین های کاغذ سازی، کارخانه های شیمیایی، ماشین آلات مواد غذایی ماشین آلات معدن و معادن، ماشین‌های خاکی، ماشین‌ابزار، تولید برق و تعمیر توربین‌های هوافضا، و تقریباً هر تجهیزاتی که در معرض سایش، فرسایش یا خوردگی باشد. این کار با استفاده از اسپری قوس الکتریکی، اسپری شعله یا سیستم های HVOF برای پاشش فولادها، آلیاژهای نیکل، کاربیدها، آلیاژهای ضد زنگ، برنزها، مس و بسیاری از مواد دیگر انجام می شود.

اجزای جدیدی که از ویژگی‌های سطحی پیشرفته‌ای که پاشش حرارتی ارائه می‌کند، بهره می‌برند، عبارتند از: دریچه‌های دروازه‌ای و توپی، بیت‌های حفاری سنگ و ابزارهای سوراخ‌دار برای صنعت نفت و گاز و پتروشیمی، میله‌های پیستون هیدرولیک، غلتک‌های چاپ، آب‌بند سیال، احتراق هوافضا. محفظه ها، پره های توربین. ­­­­پوشش‌های پاشش حرارتی بر روی طیف وسیعی از اجزای مورد استفاده قرار می‌گیرند که در محیط‌های نامساعدی که فرسایش، سایش، خوردگی یا گرما باعث کاهش عمر قطعه می‌شوند، کار می‌کنند. عمر اجزا با استفاده از سیستم های قوس، شعله، پلاسما یا HVOF برای اعمال فلزات، سرامیک ها و کاربیدها به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.