TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PHUN PHỦ & HÀN ĐẮP
Thực chất, đặc điểm của phun phủ và hàn đắp
1.1.1 Thực chất, đặc điểm của phun phủ
Phun kim loại, còn được biết đến với tên gọi kim loại hoá (Metallization) hoặc phương pháp Schoop, là kỹ thuật được phát triển bởi kỹ sư cơ khí người Thụy Sĩ U M Schoop vào năm 1909.
Phun phủ là phương pháp công nghệ sử dụng vật liệu rắn như bột, dây, hoặc thanh để tạo ra lớp phủ kim loại Quá trình này diễn ra bằng cách đưa vật liệu vào dòng năng lượng cao như khí cháy, hồ quang, hoặc plasma, nhằm nung chảy và phân tán vật liệu thành các hạt nhỏ Những hạt này được tăng tốc và đẩy lên bề mặt chi tiết đã được chuẩn bị sạch, tạo ra lớp kim loại phủ dày với các phần tử kim loại xếp chồng lên nhau.
Ví dụ 1: Trên hình 1.1 là sơ đồ nguyên lý làm việc của đầu phun kim loại dây (đốt chảy kim loại bằng ngọn khí cháy).
Hình 1.1 Phun dây bằng ngọn lửa khí cháy
1 Dây phun; 2 Ngọn lửa khí cháy; 3 Đầu dây nóng chảy;4 Dòng không khí nén
5 Hạt kim loại; 6 Lớp phủ; 7 Kim loại nền; 8 Đầu bép Ở đây kim loại được đưa vào trong đầu phun dưới dạng dây có đường kính khoảng 1,2 ÷ 3 mm.
Các ống dẫn khí oxy, axêtylen và không khí nén hoạt động với áp suất khoảng 5-6 atm, tạo ra ngọn lửa hàn khí khi cháy Ngọn lửa này làm nóng chảy đầu dây, trong khi không khí nén thổi giọt kim loại lỏng với tốc độ khoảng 100-200 m/s, tạo ra lớp kim loại phủ trên bề mặt vật liệu Sự dịch chuyển của dây được thực hiện bằng cơ cấu cơ khí, nhưng lớp kim loại phủ thường có độ cứng và độ giòn cao hơn, với sức bền kéo không lớn và liên kết yếu với vật liệu cơ sở Mặc dù vậy, lớp phủ mang lại nhiều lợi ích như khả năng chịu mài mòn và giữ dầu Để tăng cường độ bám dính, bề mặt cơ sở cần được làm sạch hoàn toàn và chuẩn bị kỹ lưỡng bằng các phương pháp như gia công cơ khí hay phun bi Sau khi làm sạch và tạo nhấp nhô, quá trình phun phải được thực hiện trong vòng 2 giờ để tránh oxy hóa bề mặt.
Kim loại hoặc hợp kim có thể được đưa vào các đầu phun dưới dạng bột, được gọi là đầu phun bột kim loại, khi không thể tạo ra chúng dưới dạng dây.
Trên hình 1.2 là sơ đồ nguyên lý làm việc của đầu phun bằng hồ quang điện
Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của đầu phun bằng hồ quang điện
1 Đầu kẹp cáp điện; 2 Ống dẫn dây phun
Sơ đồ nguyên lý của máy phun hồ quang điện được thể hiện trong hình 1.2, trong đó dây phun được cung cấp qua hai ống dẫn dây 2, đồng thời cũng là dây dẫn điện Khi hai đầu dây chạm nhau, hiện tượng hồ quang sẽ xuất hiện Ngoài ra, ống dẫn không khí nén được đặt ở giữa hai ống dẫn dây.
Luồng không khí nén thổi tách các giọt kim loại khỏi các điện cực tạo thành các phần tử kim loại nóng chảy bám vào bề mặt vật phun.
Máy phun hồ quang điện hoạt động hiệu quả với dòng điện một chiều, mang lại sự ổn định cho quá trình phun và tạo ra lớp phun có cấu trúc hạt mịn với năng suất cao Sử dụng dòng điện xoay chiều có thể gây ra hồ quang không ổn định và tiếng nổ lớn Dây phun có đường kính từ 0,8 đến 2,0 mm, cho phép linh hoạt trong ứng dụng Phương pháp phun hồ quang điện có năng suất cao, có thể đạt 36 kg/h khi sử dụng dòng điện 750 A, vượt trội hơn so với phun ngọn lửa khí Đặc biệt, độ bám của lớp phun hồ quang điện tốt hơn, và việc sử dụng hai dây phun kim loại khác nhau có thể tạo ra lớp phun hợp kim Chi phí vận hành máy phun cũng không cao, nhưng cần lưu ý khi phun với hai dây kim loại khác nhau để đảm bảo chất lượng lớp phun.
Phương pháp phun có nhược điểm là gây ra quá nhiệt và oxy hóa vật liệu khi tốc độ cấp dây phun thấp Hơn nữa, lượng nhiệt lớn từ hồ quang có thể làm giảm đáng kể hàm lượng cacbon trong lớp phủ do cháy các nguyên tố hợp kim.
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, cần sử dụng dây phun có hàm lượng cao các nguyên tố hợp kim, vì silic và mangan có xu hướng giảm từ 10 đến 15% Tuy nhiên, giá thành của loại dây hợp kim này cao gấp ba lần so với dây thông thường.
Ngày nay, các đầu phun sử dụng ngọn lửa plasma được áp dụng để phun các kim loại có điểm nóng chảy cao như volfram, môlipđen và crôm Phương pháp này đóng vai trò quan trọng trong việc phủ lớp cho ngành kỹ thuật tên lửa, kỹ thuật điện (đối với vật liệu không dẫn điện) và trong gia công các cơ cấu chịu nhiệt độ cao.
Phun kim loại là phương pháp phủ các kim loại nguyên chất, hợp kim hoặc vật liệu phi kim lên bề mặt kim loại và các bề mặt cứng khác Kỹ thuật này cho phép tạo ra lớp dẫn điện trên các bề mặt không dẫn điện và lớp chịu nhiệt, mang lại nhiều ứng dụng quan trọng trong ngành kỹ thuật.
Nguồn năng lượng cách ly với bề mặt chi tiết có thể duy trì nhiệt độ từ 80 đến 100 độ C, cho phép phủ các vật liệu khác lên bề mặt vật liệu dễ cháy như gỗ, vải, giấy và polyme Việc lựa chọn vật liệu phủ và công nghệ phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình phun phủ.
Lớp phủ dạng lớp được hình thành khi các hạt vật liệu nóng chảy hoặc mềm với động năng cao va chạm vào bề mặt chi tiết, gây ra sự biến dạng lớn.
Dưới tác động của dòng vật chất có năng lượng cao, các hạt rắn sẽ trải qua sự thay đổi về thành phần và tính chất Do đó, lớp phủ thu được không nhất thiết phải giống với thành phần của vật liệu phun ban đầu.
Công nghệ phun phủ với tính cơ động cao cho phép di chuyển dễ dàng và xách tay, có thể áp dụng cho nhiều loại chi tiết và xử lý tại chỗ cho các kết cấu lớn Nhờ vào các đồ gá điều khiển tự động, phun phủ có khả năng tạo lớp phủ cho các chi tiết phức tạp một cách hiệu quả.
Trong quá trình sửa chữa và phục hồi các chi tiết, người ta thường sử dụng các lớp vật liệu chống mài mòn như thép không gỉ, đồng, đồng thau, nhôm và hợp kim niken để bảo vệ và cải thiện độ bền Đồng thời, việc này cũng giúp khắc phục các khuyết tật của vật đúc một cách hiệu quả.
Trang thiết bị d ùng t rong hàn đắp v à phun phủ
1.2.1 Trang thiết bị dùng trong hàn đắp
1.2.1.1 Thiết bị hàn điện hồ quang tay a Yêu cầu chung đối với nguồn điện hàn.
Nguồn điện hàn trong hàn hồ quang tay có thể là nguồn xoay chiều hoặc một chiều Để đảm bảo hiệu quả, nguồn điện hàn và máy hàn cần đáp ứng các yêu cầu chung nhất định.
-Điện áp không tải phải U h < U 0 < 80 V.
-Đối với máy hàn xoay chiều:
-Đối với máy hàn một chiều:
- Có khả năng chịu quá tải khi ngắn mạch
- Có khả năng điều chỉnh dòngđiện hàn trong phạm vi rộng.
Máy hàn lý tưởng cần có khối lượng nhẹ, hiệu suất cao, giá thành hợp lý, cùng với tính dễ sử dụng và dễ sửa chữa Trong đó, thiết bị hàn điện hồ quang tay là một trong những loại phổ biến và được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau.
- Thiết bị hàn hồ quang điện xoay chiều:
Hình 1.5Sơ đồ nguyên lý của máy biến áp hàn xoay chiều
Không có ký hiệu (-), (+) tại đầu thứ cấp.
- Thiết bị hàn hồ quang điện một chiều:
Hình 1.6Sơ đồ nguyên lý máy hàn một chiều
Có ký hiệu (-), (+) tại đầu thứ cấp
1.2.1.2 Thiết bị hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ
Hình 1.7 Sơ đồ khối máy hàn trong môi trường khí bảo vệ điện cực nóng chảy
(2) Núm điều khiển điện áp hàn;
(3) Chai đượng khí CO2 hóa lỏng hoặc khí Ar;
(4) Van giảm áp khí CO2 hoặc khí Ar;
(5) Dây dẫn khí bảo vệ ra hệ hộp điều khiển số (7);
(6) Cuộn dây điện cực và giá đỡ cuộn dây;
(7) Hộp điều khiển (Hệ thống điều khiển);
(8) Núm điều khiển tốc độ cấp dây điện cực;
(9) Dây dẫn khí bảo vệ từ hộp điều khiển ra mỏ hàn;
(10) Dây điều khiển mỏ hàn (súng hàn);
(11) Dây điều khiển Contactor đóng ngắt nguồn hàn;
(12) Dây cấp điện nguồn 110 [V] cho hộp điều khiển;
(13) Cơ cấu cấp dây điện cực;
(14) Mỏ hàn và dây cáp mỏ hàn;
1.2.1.3 Thiết bị hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ
Nguồn hàn cho máy hàn TIG có thể là nguồn một chiều hoặc xoay chiều với đặc tính ngoài dốc (kiểu CC), giúp duy trì dòng điện hàn ổn định Khi độ dài hồ quang thay đổi, nguồn hàn cần đảm bảo hồ quang cháy ổn định, do đó điện áp không tải phải cao hơn điện áp hồ quang.
+ Mỏ hàn có chức năng:
- Kẹp chặt điện cực không nóng chảy, có đường kính từ (0,8 6)mm.
- Cấp nguồn khí bảo vệ vùng hàn.
- Cấp nguồn nước làm mát cho mỏ hàn.
+ Bình chứa nước làm mát.
+ Hộp điều khiển từ xa.
Hiện nay, thị trường có nhiều loại máy hàn khác nhau, vì vậy việc lựa chọn máy hàn phù hợp với yêu cầu công việc là rất quan trọng.
Việc lựa chọn đặc tính dòng điện đầu ra của máy hàn rất quan trọng, vì loại điện áp và dòng điện cần thiết sẽ xác định quy trình hàn Do đó, cần chọn máy hàn có nguồn điện đầu ra phù hợp với yêu cầu công việc Ngoài ra, cần lưu ý rằng đặc tính nguồn điện đầu ra phải nằm trong chu kỳ tải cho phép của máy hàn.
Máy hàn có công suất nhỏ, với dòng điện đầu ra tối đa 200 A, thường hoạt động với nguồn điện một pha và chu kỳ tải 60% hoặc thấp hơn Loại máy này rất thích hợp cho các cửa hàng hoặc gara sửa chữa, nơi sử dụng lưới điện một pha Một số máy hàn nhỏ hơn có thể hoạt động với điện áp sơ cấp 115 V, trong khi những loại khác yêu cầu điện áp đầu vào từ 230 V trở lên.
Máy hàn TIG sử dụng dòng điện một chiều lớn hơn 200 A, lý tưởng cho việc hàn các tấm kim loại dày và lớn, cũng như các kết cấu thép trong xây dựng và chế tạo máy Để đảm bảo chất lượng hàn cao, nguồn điện đầu vào thường là xoay chiều 3 pha, phù hợp với hầu hết các khu công nghiệp được cung cấp lưới điện này Các thiết bị điện công nghiệp khác cũng thường được trang bị để đáp ứng nhu cầu hàn với chu kỳ tải lên đến 100%.
1.2.2 Trang thiết bị dùng trong phun phủ
Các loại máy nén khí phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Lưu lượng khí tối thiểu cần thiết là 10m³/h (tương đương 1,7 m³/p) để phục vụ cho cả phun kim loại và phun cát làm sạch, với lưu lượng phun cát dao động từ 0,8 đến 1,2 m³/p Đối với phun thép, lưu lượng khí yêu cầu là từ 0,8 đến 0,9 m³/p.
Bảo đảm áp suất ổn định liên tục: khi làm việc từ 6 –8 kG/cm2.
Bảng 1.1 trình bày một số loại máy nén khí đang được sử dụng phổ biến tại Việt Nam, đặc biệt là trong ngành phun kim loại Đối với các nhà máy có hệ thống ống dẫn khí nén, việc sử dụng máy nén khí cho phun kim loại là khả thi, nhưng cần lưu ý đến tổn thất khí nén từ trạm nén đến vị trí phun Do đó, việc chọn đường kính ống dẫn phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo đạt được áp lực khí nén yêu cầu, như đã nêu trong bảng 1.2.
Bảng 1.2 Đường kính ống dẫn khí nén cho phun kim loại
Sau khi máy nén khí ép không khí, áp lực sẽ dao động mạnh mẽ Do đó, việc sử dụng bình chứa khí là cần thiết để duy trì áp lực ổn định trong quá trình phun kim loại.
Thể tích của bình chứa khí tuỳ theo lưu lượng của máy nén khí để đạt được sự cân bằng độ thay đổi của áp suất.
Hình 1.9 trình bày kích thước chính của các bình chứa khí dùng cho phun kim loại Các bình này cần được đăng kiểm cấp bộ trước khi đưa vào sử dụng trong phân xưởng và các địa điểm liên quan.
Thể tích bình được xác định theo công thức kinh nghiệm sau:
Hình 1.9 Bình chứa khí Trong đó: Vt- thể tích của bình chứa khí (m 3 )
V– lưu lượng máy nén khí (m 3 /P) Dựa theo công thức (1) đó, người ta đã thiết kế và chế tạo một số bình chứa khí có kích thước theo bảng 1.3.
Bảng 1.3 Kích thước các bình chứa khí áp lực 6 –8 kG/cm2
1.2.2.3 Nguồn điện để phun phủ
Nguồn điện dùng cho quá trình phun có thể là nguồn điện một chiều hoặc xoay chiều, máy phat điện hàn một chiều, máy hàn chỉnh lưu…
Thực nghiệm đã xácđịnh ảnh hưởng của nguồn đến quá trình làm việc của đầu phun cũng như đến chất lượng của lớp phun.
Khi sử dụng nguồn điện một chiều với đầu phun có tốc độ đẩy dây không đổi, quá trình làm việc sẽ duy trì sự ổn định của hồ quang Điều này đặc biệt hiệu quả khi nguồn điện có đặc tính ngoài phẳng hoặc thoải đường 1; 2.
Đầu phun này cũng áp dụng cho nguồn xoay chiều, nhưng nếu máy có đặc tuyến dốc, việc gia tăng cường độ dòng điện sẽ không đảm bảo Điều này dẫn đến khó khăn trong việc phóng tia lửa điện hồ quang khi xảy ra chập mạch, thậm chí có thể không xảy ra Kết quả là, quá trình làm việc của súng phun thường bị gián đoạn.
Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng này là do tốc độ đẩy dây không thay đổi, dẫn đến việc hai đầu dây phun tiếp xúc với nhau qua một diện tích lớn khi xảy ra chập mạch Do đó, để tạo ra tia lửa điện, cần thiết phải có sự gia tăng đáng kể cường độ dòng điện.
Nguồn điện có đặc tuyến phẳng (1) cho phép khắc phục được vấn đề đó.
Súng phun có tốc độ đẩy dây thay đổi theo điện áp hồ quang giúp ổn định quá trình phun, phù hợp với mọi loại nguồn điện Độ dài ngọn lửa hồ quang cũng thay đổi tương ứng với điện thế, tạo ra hiệu quả phun tốt hơn.
S ự hình thành lớp phủ và cấu trúc kim loại lớp phủ
1.3.1Các quan điểm về sự hình thành lớp phủ
1.3.1.1 Lý thuyết của Pospisil-Sehyl
Lý thuyết về lớp phủ bằng phun kim loại cho thấy rằng quá trình này xảy ra khi các giọt kim loại lỏng được phun ra bằng dòng khí nén với tốc độ cao khoảng 200 m/s Những giọt kim loại này sẽ bị phá vỡ thành nhiều hạt nhỏ, và hình dạng của các hạt này được xác định bởi loại kim loại sử dụng Kim loại có thể được phân chia thành hai nhóm dựa trên bản chất của chúng.
Các kim loại mà ôxyt của nó khi phun ở thể lỏng thì luôn luôn tạo thành các hạt có dạng hình cầu.
Các kim loại mà ôxyt của nó khi phun ở thể rắn (như nhôm, kẽm) sẽ tạo thành những hạt có dạng không đồng đều (đa cạnh).
Khi các hạt kim loại bay, hình dạng của chúng không thay đổi mà chủ yếu bị oxy hóa Quá trình oxy hóa bắt đầu từ khi làm chảy dây phun và trong thời gian hình thành các hạt nhỏ, dẫn đến việc sinh ra một lượng lớn oxyt Khi các giọt kim loại lỏng tách ra thành các hạt nhỏ, bề mặt của chúng cũng bắt đầu hình thành lớp oxyt Số lượng oxyt có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của lớp phủ.
Quá trình va đập của các hạt diễn ra trong thời gian ngắn, gây khó khăn cho việc xác định trong thực nghiệm Tuy nhiên, quá trình này có ảnh hưởng lớn đến độ bám của các phần tử với kim loại nền.
Các thực nghiệm của tác giả đã chỉ ra rằng, trong thời điểm va đập trên bề mặt phun, các phần tử kim loại ở trạng thái lỏng.
Bố trí thiết bị và máy móc trong phân xưởng phun kim loại cần được thực hiện sao cho công việc diễn ra thuận lợi, đạt năng suất cao và đảm bảo an toàn, đồng thời không gây ô nhiễm môi trường.
Nói chung phân xưởng phun kim loại nên độc lập để tránh ảnh hưởng độc hại, bụi và tiếng ồn do các chi thiết bị làm việc gây ra.
Mặt bằng phân xưởng phun kim loại nên độc lập để tránh ảnh hưởng độc hại, bụi và tiếng ồn do các thiết bị làm việc gây ra.
Mặt bằng của phân xưởng phun kim loại cần đạt các yêu cầu sau:
- Diện tích mặt bằng tối thiểu từ 60-100 m2.
- Các bình chứa khí, lọc khí cần phải đặt nơi hợp lý thuận tiện, dễ thao tác và theo dõi,đảm bảo an toàn về chống nổ, cháy.
- Khu vực phun kim loại cần thoáng khí.
- Tổng hợp trang thiết bị cho phân xưởng phun kim loại cho ở bảng 1.6.
Tác giả giả định rằng năng lượng động năng của các hạt kim loại khi bay được cung cấp bởi dòng khí nén, dẫn đến sự thay đổi nhiệt khi va chạm với bề mặt Thực nghiệm cho thấy rằng các hạt kim loại rời khỏi miệng vòi phun sẽ nhanh chóng nguội và đông đặc do tác động của dòng khí nén Khi va chạm, các hạt này sẽ biến dạng dẻo và liên kết với nhau thành những lớp liên kết.
Tác giả lý thuyết này chứng minh rằng các phần tử kim loại khi phun luôn nguội dần, với nhiệt độ trong lòng các tia kim loại chỉ khoảng 50°C đến 100°C trong khoảng cách ngắn từ vòi phun Do đó, tác giả kết luận rằng có thể phun các vật liệu dễ cháy mà không gây ra hiện tượng cháy cho vật liệu nền.
1.3.1.3 Lý thuyết của Karg, Katsch và Reininger
Lý thuyết này chỉ ra rằng các hạt kim loại nguội và đông đặc là kết quả của năng lượng động năng từ khí nén Hơn nữa, trong quá trình di chuyển từ vòi phun, các hạt này vẫn giữ trạng thái nguội và không trải qua biến dạng dẻo.
Tác giả lý thuyết này khẳng định rằng nhiệt độ của các hạt phun cần phải vượt qua nhiệt độ chảy lỏng để đảm bảo sự hàn chặt giữa chúng Điều này có nghĩa là khi các hạt va chạm với bề mặt bị phun, kim loại trên bề mặt của kim loại nền sẽ được đốt nóng đến nhiệt độ chảy, cho phép sự hàn gắn giữa các phần tử và kim loại cơ sở Tuy nhiên, thực tế cho thấy điều này không hoàn toàn chính xác.
1.3.2Cơ cấu hình thành lớp phủ
1.3.2.1 Quá trình chảy, phân tán kim loại phun
Khi phun kim loại bằng hồ quang điện, tiếp xúc giữa hai đầu dây kim loại (điện cực) tạo ra sự đoản mạch, dẫn đến việc nung nóng đáng kể tại vị trí tiếp xúc Kim loại được nung nóng đến nhiệt độ cao hơn điểm chảy của chúng, từ đó hình thành các giọt kim loại chảy phủ lên bề mặt điện cực Quá trình khuếch tán giữa kim loại lỏng và môi trường khí diễn ra, ảnh hưởng bởi các yếu tố như ứng suất bề mặt, nội năng, nhiệt độ, hệ số dẫn nhiệt và khả năng co rút, từ đó tác động đến cấu trúc bên trong và các tính chất khác của kim loại lỏng.
Trong quá trình chảy cũng xảy ra sự đốt cháy một số thành phần hóa học trong kim loại lỏng.
Khi kim loại lỏng chảy từ đầu dây, sự lớn lên của nó sẽ tiếp tục cho đến khi lực động học của dòng không khí nén vượt qua ứng suất bề mặt của kim loại lỏng, dẫn đến việc tách các giọt kim loại Dưới áp lực của dòng khí nén, các giọt kim loại sẽ phân tách thành nhiều hạt nhỏ, tạo thành những tia phun kim loại.
Quá trình chảy và phân tán diễn ra rất nhanh, với thời gian phân tán chỉ khoảng 1/10.000 đến 1/100.000 giây, tạo ra khoảng 7.000 giọt kim loại mỗi giây Hình dạng của các hạt từ sự phân tách giọt kim loại phụ thuộc vào loại kim loại được sử dụng.
Mỗi hạt ngoài kim loại còn có phần trăm tỉ lệ nhất định của các oxyt, các oxyt này có thể chia làm hai loại:
Loại lỏng bao bọc xung quanh hạt và tạo hạt có dạng hình cầu –ví dụ như ở thép.
Loại đặc bị đông đặc rất nhanh và giọt kim loại lỏng không thể tạo ra dạng cầu –ví dụ như nhôm và kẽm.
1.3.2.2 Quá trình bay của các hạt
Quá trình bay của các hạt kim loại từ khi bị phân tách cho đến khi va đập lên bề mặt chỉ kéo dài từ 0,002 đến 0,008 giây Trong thời gian này, hiện tượng oxyt hóa diễn ra chủ yếu, khiến cho các phần tử kim loại bị bao bọc bởi một lớp oxyt, lớp oxyt này sẽ dày lên theo khoảng cách bay.
Các hạt kim loại chảy lỏng di chuyển nhanh trong dòng không khí nén và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, dẫn đến các phản ứng không đồng nhất Khi thực hiện quá trình phun kim loại, cần xem xét các vấn đề quan trọng liên quan đến các yếu tố này.
Các kim loại tách ra ở trạng thái lỏng hay trạng thái đãđặc sệt.
Các phần tử phun luôn bị thay đổi tốc độ bay trong trường gia tốc.
Các hạt luôn phản ứng với môi trường xung quanh chứa ôxy, nitơ, hydro, hơi nước và các thành phần hóa học khác.
Khả năng hòa tan của khí phụ thuộc vào nhiệt độ cũng như áp lực riêng của khí.
1.3.2.3 Sự hình thành lớp phủ bằng kim loại
Quá trình hình thành lớp phủ bằng phun kim loại là một quá trình phức tạp, trong đó các phần tử kim loại va đập vào bề mặt cần phủ trong trạng thái lỏng và chịu biến dạng lớn Để hiểu rõ về sự hình thành lớp phủ, cần chú ý đến các hiện tượng xảy ra khi các phần tử này va chạm với bề mặt kim loại nền.
Độ bám dính của lớp phủ kim loại
1.4.1 Lực bám dính của các hạt kim loại
1.4.1.1 Lực dính bám của hạt kim loại lỏng lên bề mặt các chất rắn
Khi hạt phun va chạm với bề mặt của chi tiết đang ở trạng thái lỏng, hiện tượng bám dính của giọt lỏng lên bề mặt chất rắn xảy ra Hiện tượng này phụ thuộc vào lực căng bề mặt của giọt kim loại lỏng và môi trường xung quanh.
Hình 1 29 Sự bám dính của giọt lỏng trên vật rắn
1- chất rắn; 2- chất lỏng; 3- không khí Hình 1.29 mô tả sự bám dính của một giọt lỏng lên trên vật rắn.
Nếu gọi: α 12 Là lưc căng giữa giọt lỏng và chất rắn α 23 Lực căng giữa giọt lỏng và không khí α 13 Lực căng giữa chất rắn và không khí
Góc θ giữa giọt lỏng và rắn gọi là góc căng Để cho giọt lỏng giữ lại trạng thái cân bằng thì ta có:
Góc tiếp xúc θ phụ thuộc vào bản chất của ba thể (rắn, lỏng, khí) và có thể thay đổi theo trạng thái cũng như độ sạch của bề mặt Nếu góc căng của thể rắn và thể khí lớn hơn so với thể lỏng, thì góc sẽ nằm trong khoảng 01 thìθ1