Димет: оборудование и технологии холодного газодинамического напыления металлов
«Димет» – технология нанесения металлических покрытий методом холодного газодинамического напыления (cold spray). Принцип основан на формировании в сопле сверхзвукового потока нагретого сжатого воздуха и вводе в него порошковых частиц металлов или их смесей с керамикой. Частицы ускоряются воздушной струёй до высокой скорости и в нерасплавленном состоянии встраиваются в поверхность детали. При этом не требуется обязательный нагрев частиц до их расплавления, что снижает тепловое воздействие на деталь.
Оборудование Димет и принцип работы
Установки Димет включают блок нагрева воздуха, порошковый питатель и специальное сверхзвуковое сопло. Сжатый воздух подаётся из компрессора, нагревается и ускоряется до сверхзвуковой скорости в профилированном сопле. Порошковый материал дозировано вводится во входящий поток и выбрасывается на обрабатываемую деталь. Современное оборудование Димет рассчитано на относительно низкое давление воздуха (около 0,5 МПа), малый расход (~0,4 м³/мин) и небольшую мощность (~3,5 кВт), что обеспечивает компактность и мобильность системы.
Преимущества технологии Димет
- Низкое тепловое воздействие. При напылении частицы остаются твердотельными, поэтому нагрев основы минимален. Это позволяет обрабатывать тонкие детали и детали с термообработкой без риска деформации или изменения свойств материала.
- Высокая прочность и плотность покрытия. Газодинамический метод обеспечивает малую пористость (<3–5%) и высокую адгезию покрытия, что значительно повышает износостойкость и коррозионную стойкость слоёв по сравнению с традиционными способами.
- Безопасность и экологичность. Процесс ведётся на воздухе при атмосферном давлении без применения плазмы или химических реактивов. Нет токсичных газов или агрессивных отходов, что упрощает эксплуатацию оборудования.
- Мобильность. Компактные установки Димет не требуют громоздкой технологической базы: достаточно компрессора и электросети. Оборудование пригодно для работы в полевых условиях и на выезде.
- Дополнительные функции. Узконаправленный частиц поток позволяет одновременно очищать (струйно-абразивная обработка) и наносить покрытие, что улучшает адгезию. Возможна подача двух- и трёхкомпонентных смесей порошков для создания композиционных покрытий с заданными свойствами.
Сферы применения
Технология Димет находит применение во многих отраслях. Она подходит для нанесения покрытий на изделия из алюминия, стали, меди, никеля, цинка и других металлов, а также на керамику и стекло. Разработаны основные типы покрытий: антикоррозионные, герметизирующие (низкой газопроницаемости), композитные (металл+керамика) для восстановления износа деталей, электропроводящие и специальные технологические покрытия.
В авиационной и космической технике метод Димет применяют для восстановления и защиты деталей газотурбинных двигателей, герметизации топливных баков, нанесения теплопроводных и защитных слоёв на компоненты двигателей и конструкций. В энергетике (газовые и паровые турбины, ТЭС, АЭС) технология используется для напыления жаростойких и износостойких покрытий на лопатки, валы и рабочие поверхности турбин. В машиностроении напылением Димет восстанавливают валы, шестерни, корпусные детали и резьбовые соединения, наносят износостойкие и коррозионно-стойкие покрытия.
В нефтегазовой отрасли технология применяется для восстановления повреждённых трубопроводов, сосудов и теплообменников там, где сварка затруднена или невозможна. В электротехнике и электронике метод используют для нанесения медных и никелевых покрытий на контакты, корпуса источников питания и системы заземления. Портативность оборудования Димет обеспечила ему широкое применение в различных отраслях промышленности.
Сравнение с другими методами
Холодное газодинамическое напыление Димет представляет собой альтернативу традиционным термическим методам и гальваническим покрытиям. В отличие от плазменного или детонационного напыления, оборудование Димет проще и мобильнее. При этом создаваемые покрытия имеют меньшую пористость и большую прочность сцепления с основой. Металлические частицы ускоряются исключительно силой воздуха, без высокотемпературного плазменного разряда, что исключает окисление порошка и перегрев детали.
По сравнению с гальваническим покрытием метод Димет не требует электролитов и агрессивных реагентов, что снижает экологические риски. Отсутствие токсичных отходов и газов повышает безопасность процесса. Недостатками являются необходимость наличия источника сжатого воздуха (необходимое давление ~0,5 МПа) и пока ограниченный ассортимент наносимых материалов (в основном пластичные металлы), хотя перечень специальных порошков постоянно расширяется.
Технология и оборудование Димет позволяют наносить металлические покрытия без значительного теплового воздействия на обрабатываемые детали. Димет-напыление обеспечивает высокую адгезию и плотность слоя, мобильность и относительно простую конструкцию оборудования, что выгодно отличает его от традиционных методов. Эти свойства делают Димет эффективным решением для восстановления и защиты деталей в широком спектре промышленных задач.