Как узнать, какой метод наплавки лучше для вас?
Мы живем в век информации; Вы можете найти ответ практически на любой вопрос за считанные минуты. Простой поиск в Интернете по запросу «ремонт деталей машин» или «восстановление» приведет к появлению тысяч способов и процессов по восстановлению ваших деталей и восстановлению их работоспособности. Самое сложное — понять, какому совету следовать и кому доверять. Еще сложнее становится, когда существует несколько процессов восстановления, которые, на первый взгляд, выполняют одну и ту же работу. Если вы когда-нибудь задавались вопросом, в чем разница между лазерной наплавкой и газотермическим напылением и какой из методов подходит именно вам, то вы попали в нужное место.
То же, но другое
В широком смысле лазерная наплавка и напыление преследуют одну и ту же цель. Их можно использовать для придания новой закаленной поверхности ранее поврежденным или изношенным промышленным деталям. Они могут выполнить восстановление и даже предотвратить будущий износ.
Большинство людей обращают внимание на лазерную наплавку из-за ее металлургической связи, но существуют процессы газотермического напыления, с помощью которых можно добиться этого. Итак, какой из них выбрать? Давайте разберемся и рассмотрим каждый по отдельности.
Лазерная наплавка
Лазерная наплавка — это процесс наплавки, в котором используется энергия лазера для плавления и приваривания порошкового материала к поверхности. Результат аналогичен сварке наплавленной поверхности, но работает при гораздо более низкой температуре; около 500 °С по сравнению с 6000°С для TIG сварки. Он образует металлургическую связь с материалом основы и образует твердое, износостойкое покрытие.
Преимущества лазерной наплавки
- Металлургическая связь
Самым большим преимуществом лазерной наплавки является металлургическое соединение, достигаемое при относительно низких температурах. Поскольку при лазерной наплавке используется металлургическая связь, пористость в покрытиях практически отсутствует, что обеспечивает фантастическую долговременную коррозионную стойкость. - Более низкая температура
Лазерная наплавка обеспечивает металлургическое соединение при более низкой температуре, чем большинство других способов наплавки. Имеет небольшую зону термического воздействия; это означает область основного металла, свойства которого изменились из-за высоких температур. Лазерная наплавка обычно имеет зону термического влияния толщиной 0,07 мм. Это важно, если ваша деталь склонна к тепловой деформации. - Одноэтапный процесс создания
Лазерная наплавка также позволяет получить более толстый наплавление слой за один проход по сравнению с другими процессами. Перекрывающиеся проходы сливаются вместе, образуя качественную поверхность. В сочетании с низким перемешиванием металла это означает минимальную постобработку.
Недостатки лазерной наплавки
- Ограничения процесса
Лазерная наплавка — это в основном процесс, контролируемый роботом. Хотя это обеспечивает большую точность, но в тоже время делает его менее универсальным. Система не только непереносима, но и может усложнить работу с более крупными деталями. - Ограничения по наплавляемым материалам
При лазерной наплавке обычно применяется только несколько материалов. Сплавы на основе никеля и кобальта, такие как Inconel®, Hastelloy® и Stellite®. Некоторые нержавеющие стали, например серии 300 и 400, и карбиды, например карбид вольфрама. Они отлично подходят для защиты от износа и коррозии, но могут оказаться недостаточными, если вам требуются какие-то другие свойства покрытия . - Проблемы с толщиной покрытия
Как и большинство преимуществ, у толстого покрытия есть и обратная сторона. Поскольку при лазерной наплавке за один проход укладывается очень много материалов, при необходимости нанесения тонких покрытий могут возникнуть проблемы. Высокая скорость наращивания также может привести к растрескиванию.
Газотермическое напыление
Термическое напыление включает в себя широкий спектр процессов. Большинство из них используют газ или электричество для создания пламени, чтобы расплавить проволоку или порошковые материалы и нанести их на подложку. Некоторые, например напыление с оплавлением (газопорошковая наплавка), обеспечивают металлургическое соединение; в то время как большинство других используют механическое соединение.
Преимущества газотермического напыления
- Широкий выбор материалов
Газотермическое напыление можно использовать для нанесения различных материалов, включая материалы, используемые при лазерной наплавке. Для дополнения свойств покрытия можно использовать дополнительные варианты материалов. Помимо износостойкости и коррозионной стойкости, термонапыленные покрытия могут использоваться для создания диэлектрических, термобарьерных и электропроводящих покрытий. Один из процессов термического напыления - электродуговая металлизация, позволяет использовать два разных материала для получения специального материала покрытия. - Возможности нанесения тонких покрытий
Процессы газотермического напыления позволяют в некоторых случаях наносить покрытия толщиной до 0,005 мм. Возможность нанесения покрытия тонкими слоями также может помочь в производстве покрытий в ситуациях, когда требуется точная толщина покрытия. Газотермическое напыление также позволяет создавать более толстые покрытия за счет выполнения нескольких проходов, контролируемых роботом. - Универсальность процесса
Благодаря своей универсальности газотермическое напыление можно использовать в полевых условиях. В отличие от лазерной наплавки, можно выполнять напыление без использования робота или автоматизации в ручном режиме. Типичная установка для газотермического напыления с роботизированным управлением также может обрабатывать сложные геометрические формы без образования толстых отложений в углах и по краям.
Недостатки газотермического напыления
- Требуется многоэтапный процесс и квалифицированные специалисты.
Газотермическое напыление может потребовать защиты прилегающих поверхностей от чрезмерного распыления по сравнению с областью сфокусированного распыления при лазерной наплавке. Поскольку в большинстве процессов газотермического напыления используется механическое соединение, перед нанесением покрытия обычно требуется механическая обработка и пескоструйная обработка, что может удлинить процесс. - Более высокая рабочая температура
Нанесение покрытия методом напыления с оплавлением позволяет обеспечить металлургическое соединение, но при более высокой температуре, чем при лазерной наплавке, примерно от 1000 до 1200°С. Высокоскоростное напыление (HVOF), или HVAF, имеет самую низкую температуру – около 2000°С и имеет только механическое соединение. - Наличие пористости и оксидов
В зависимости от используемого процесса пористость покрытий нанесенных методами газотермического напыления варьируется от низкой до высокой. Это может стать проблемой при использовании некоторых материалов покрытия в высококоррозионных средах, если их наносить неправильно. Пористость помогает минимизировать нагрузку на покрытие и уменьшить растрескивание, но также ухудшает качество поверхности, прочность и микротвердость. Оксиды вводятся в процессе напыления, что может повысить твердость и износостойкость, но также может вызвать проблемы с коррозией, прочностью и обрабатываемостью.
Разные потребности, разные процессы
Как газотермическое напыление, так и лазерная наплавка позволяют получить устойчивые к износу и коррозии покрытия. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Лучший способ сделать выбор — решить, что именно вы ищете в ремонте или покрытии поверхности. Если вам нужна металлургическая связь и температура является проблемой, тогда вам подойдет лазерная наплавка. Если вам нужно тонкое покрытие материала, то стоит присмотреться к напылению. Если вам нужно, чтобы ваше покрытие было не только устойчивым к износу и коррозии, вам следует рассмотреть различные материалы покрытия, возможные с помощью газоермического напыления. В зависимости от вашей ситуации любой из процессов может решить поставленную задачу и в таком случае можно отталкиваться от стоимости каждой технологии.