高压固定式与低压便携式冷喷涂系统有什么区别

07月27日 16:49 19

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冷喷涂技术成为喷涂领域的研究热点,很多科研工作者纷纷研制和组装了冷喷涂设备。按照系统结构及功能不同分为高压冷喷涂设备和低压冷喷涂设备。高压冷喷涂设备中粉体由喷嘴喉部前端附近的收缩段引入,需要送粉气体具有较高压力,产生一个压差以克服工作气体的压力,使粉体经过喷嘴喉部送入开放段加速喷向工件表面。高压无疑会使送粉器、气体加热装置、气体参数控制装置、气源部分相对复杂庞大,因此设备多以固定方式安排,高压冷喷涂设备也称为固定式冷喷涂设备。低压冷喷涂设备中粉体直接被送入喷嘴喉部下游的开放段加速并喷向工件表面,由于开放段气体流速提高的同时压力及温度已明显降低,因此较低压力的送粉气体就能满足要求。送粉器、气体加热装置、气体参数控制装置、气源等部分结构相对简单,故也称为便携式冷喷涂系统。显然,两种设备具有不同的特点。前者的粉体引入方式以极高的气体压力使气固两相流容易集中、均匀分布,粉体容易均匀、致密沉积,涂层质量优良稳定;但气体消耗量大,设备结构复杂,不易搬运。后者粉体引入方式及较低的气体压力使气体消耗量减小,设备相对简单灵活,有利于现场施工;粉体流动的集中性和均匀性不够理想,一定程度上影响涂层的质量。

冷喷涂设备中粉末的引入方式比较如图2-26所示,主要是粉末注入方式不同。高压固定式结构中,粉末沿着喷嘴喉部前端收缩段轴向注入,该位置为拉瓦尔喷嘴的增压段,工作气体压力仍保持在1.5~ 3.0MPa范围,要使粉末注入送粉气体压力应略高于该压力范围并始终保持一个稳定的压力差 。低压便携式结构中,粉末沿着喷嘴喉部后端扩展段径向注入,该位置为拉瓦尔喷嘴的减压段,工作气体的压力已由2.5 ~3.0MPa降至0.5 ~1MPa,此时很小的送粉气体压力就可以将粉末导入工作气流中,两相流中的固气体积比由高压结构时的10^-3 ~10^-6提高到10^-4~10^-5,提高了一个数量级。然而,该结构中粉末沿着喷嘴喉部后端扩展减压段的注入方式决定它是一种径向引入方式, 即粉末输送管与拉瓦尔喷嘴垂直或成定角度,而不可能像高压结构那样粉末可沿着拉瓦尔喷嘴的轴向引入,加之粉末在喷嘴中的停留时间极短,与工作气体无法充分混合,因此,粉末沿着径向的质量分布和速度分布很难控制均匀,这种不均匀性对涂层的质量将产生不利影响。

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