在第一次和第二次喷洒试验中,使用突驰机电科技有限公司公司生产的TC45m-v2干冰冲击器(图28)。 主要装置由一个干冰箱,喂料系统和控制面板组成。 这是一个单管系统,因此干冰通过一个隔离的软管以全压输送到喷嘴中。 该设备专为手动清洁操作而设计,但将喷嘴配置到机器人手臂上并不重要。 取决于应用,可以提供多种不同的喷嘴。
在第三组也是最后一组实验中,由于在IC 110-E中发现了一些不需要的特征,使用了另一个模型。 首先,冰供给结果是略微不连续和脉动的,尤其是在进料速率较低的情况下。 此外,干冰看起来并不像颗粒那样离开喷嘴,而是作为更细的灰尘。 在实际注入软管之前,颗粒在机器内被压碎是可能的。
IceTech的IceBlast KG20(图28)是第二台用于获得干冰喷射过程的第二台机器。 即使产量低,这台机器的干冰供给似乎也更加稳定,即使在爆破过程中用肉眼也可以看到大的干冰颗粒。 否则,它与IC-110 E是一种主要为手动清洁而设计的单管系统类似。 两种机器规格均在表7中列出。
表7:干冰冲击波规格。
ICS IC-110 E
IceBlast KG20
Dimensions (L/W/H)
597x446x931 mm
480x520x850 mm
Empty weight
49 kg
58 kg
Dry ice capacity
17 kg
20 kg
Dry ice consumption
1-60 kg/h
16-55 kg/h
Blasting pressure
1-10 bar
2-10 bar
AIr consumption
0,3-4,5 m3/min
0,7-5,0 m3/min
热喷涂设备是一台Oerlikon Metco F4-MB等离子喷枪,采用快速粉末进料,氩气和氢气用作等离子气体。 等离子枪和干冰喷射喷嘴都连接到机器人上,并且喷洒在附着在旋转鼓上的样品上进行。 等离子枪和爆破喷嘴对齐,使等离子枪和爆破喷嘴都垂直于样品桶。 等离子体羽流中心线和喷射喷嘴出口之间的垂直距离为25mm,而喷射喷嘴位于距基板25mm的距离处; 喷洒设置如图29所示。
图29:喷涂设置。
表8:等离子喷涂参数
Parameter
Value
Powder
Amperit 704.001
Powder composition
Cr O
2 3
Powder size
-45+22 μm
Torch
F4
Current
630 A
Voltage
71,6 V
Power
45,108 kW
Ar
38 slpm
H
2
13 slpm
Carrier gas (Ar)
2,8 slpm
Spraying distance
130 mm
Holder speed
160 (& 100) RPM
Holder diameter
180 mm
Surface speed
90 (& 60) m/min
Forward speed
6 mm/rev
用于Cr2O3的等离子喷涂参数列于表8中,所有实验均使用相同的喷涂参数。 所使用的粉末是商业Amperit
来自H.C.的704.001(99.5%Cr 2 O 3) 报道的Starck具有 - 45 +22μm的粒度分布(图39中的形态)。 在少量样品上发现的粘合涂层用Amperit 281(Ni-5Al,-90 +45μm)喷涂。
图30:Amperit 704.001 Cr 2 O 3粉末形态(放大200倍)。
在第一组中,预热(样品2h)包括4次通过等离子体焰炬而没有粉末进料,干冰预处理(样品2i)与等离子体射流和干冰喷射器类似地进行。 对于样品2f,样品架的旋转方向也相反,以研究喷射应该在等离子喷涂之前还是之后。 干冰喷射样品的通过次数和冷却参数列于表9中。作为参考,样品使用与干冰喷射相同的喷嘴进行空气冷却。
表9:第一组样本。
Sample
Spraying distance [mm]
Passes
Cooling type
Pressure [bar]
Pellet size [mm]
Feed rate [kg/h]
Other
1a
130
74
Air
6
-
-
Dry ice nozzle
1b
130
80
Air
6
-
-
Bond coat, 8 pass
2a
130
80
Dry ice
6
3
40
-
2b
130
80
Dry ice
6
3
30
-
2c
130
82
Dry ice
6
3
60
-
2d
130
51
Dry ice
6
1,5
40
-
2e
130
80
Dry ice
4
3
40
-
2f
130
80
Dry ice
4
3
40
Cooling after
2g
130
80
Dry ice
4
3
40
Bond coat, 8 pass
2h
130
80
Dry ice
4
3
40
Preheating, 4 pass
2i
130
80
Dry ice
4
3
40
Dry ice pretreat- ment, 4 pass
第二组喷雾试验是在与第一组相同的设备中使用相同的设备完成的,这次在喷嘴内没有石头。 除了改变冷却参数外,还使用了不同的喷涂距离; 参数列于表10中。除了使用相同的喷嘴进行冷却之外,使用位于更远离样品架的两个压缩空气喷嘴进行更加分散的压缩空气冷却。
表10:第二组样品。
Sample
Spraying distance [mm]
Passes
Cooling type
Pressure [bar]
Pellet size [mm]
Feed rate [kg/h]
Other
0
110
60
Air
6
-
-
Spread out cooling
1c
110
60
Air
6
-
-
Dry ice nozzle
3a
130
61
Dry ice
4
3
40
3b
110
60
Dry ice
4
3
40
3c
110
60
Dry ice
4
1,5
40
3d
110
60
Dry ice
3
3
40
3e
110
60
Dry ice
3
3
60
3f
90
60
Dry ice
4
3
40
3g
90
60
Dry ice
4
3
40
Cooling after
3h
90
60
Dry ice
3
3
40
3i
70
60
Dry ice
4
3
40
3j
90
60
Dry ice
6
3
40
3k
110
60
Dry ice
6
3
40
第三组也是最后一组样本的接近程度略有不同,因为使用了不同品牌和型号的干冰冲击器。 此外,还探索了较慢的表面速度。 第一组和第二组中的所有样品均以对应于90m / min的表面速度的160RPM的支架速度进行喷涂。 除了以90m / min表面速度喷涂的样品外,还以60m / min(100RPM)的表面速度制备了少量样品。 较慢的表面速度导致较高的表面温度,由于辅助冷却而被认为是有利的。 总的来说,干冰喷射参数也调整得比以前低。 参数列于表11。
表11:第三组样品
Sample
Spraying distance [mm]
Passes
Cooling type
Pressure [bar]
Pellet size [mm]
Feed rate [kg/h]
Other
0a
110
30
Air
6
-
-
90 m/min, spread out cooling
4a
110
40
Dry ice
4
3
40
60 m/min
4b
110
40
Dry ice
4
3
20
60 m/min
4c
110
40
Dry ice
2
3
20
60 m/min
4d
110
30
Dry ice
4
3
40
90 m/min
4e
110
30
Dry ice
2
3
20
90 m/min
所有样品均喷涂在喷砂低碳钢上,每个套件用于空化试验样品的几块不锈钢316L。 在第一组中,每次喷涂的目的是进行80次,但由于人为错误或消耗品在中间过程耗尽,在少数样品中数量略有变化。 在第二组样品中,由于每次通过较高的厚度,60次通过被认为是足够的。 在第三组中,仅以40米/分表面速度进行40次通过,并且以60米/分钟表面速度较慢进行30次通过。
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2018.6.9
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