सुपरसोनिक स्प्रेइंग द्वारा निकेल-क्रोमियम-क्रोमियम-कार्बाइड कोटिंग्स का निर्माण

सुपरसोनिक स्प्रेइंग एक उन्नत सतह इंजीनियरिंग तकनीक है जो उच्च तापमान और उच्च गति वाले जेट का उपयोग करके कोटिंग सामग्री को पिघलाती है या आंशिक रूप से पिघलाती है और फिर उसे उच्च गति से सब्सट्रेट सतह पर जमा करती है, जिससे उच्च-प्रदर्शन वाली कोटिंग बनती है। इनमें से, सुपरसोनिक फ्लेम स्प्रेइंग द्वारा तैयार की गई निकल-क्रोमियम/क्रोमियम कार्बाइड कोटिंग्स औद्योगिक अनुप्रयोगों में विशेष रूप से व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।

I. तकनीकी सिद्धांत: सुपरसोनिक फ्लेम स्प्रेइंग तकनीक में, एक दहन कक्ष में उच्च दाब वाले ऑक्सीजन के साथ ईंधन (जैसे केरोसिन, प्रोपेन या हाइड्रोजन) के तीव्र दहन का उपयोग करके उच्च तापमान और उच्च दाब वाली गैस धारा उत्पन्न की जाती है। यह गैस धारा एक विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए लावल नोजल से गुजरते समय सुपरसोनिक गति से त्वरित होती है, जिससे एक स्थिर उच्च गति वाली जेट बनती है। स्प्रेइंग प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले निकल-क्रोमियम मिश्र धातु और क्रोमियम कार्बाइड के मिश्रित पाउडर को इस जेट में डाला जाता है, जो तेजी से पिघली हुई या अर्ध-पिघली हुई अवस्था में गर्म होता है, और पूर्व-उपचारित (जैसे सैंडब्लास्टेड) ​​सब्सट्रेट सतह पर अत्यंत उच्च गति (आमतौर पर 600 मीटर/सेकंड से अधिक) से टकराता है। पिघले हुए कण सब्सट्रेट पर फैल जाते हैं, तेजी से ठंडे होते हैं, और जम जाते हैं, अंततः एक सघन, कसकर बंधी हुई सेरमेट कोटिंग बनाते हैं।

II. कोर कोटिंग की विशेषताएं इस प्रक्रिया का उपयोग करके तैयार की गई निकल-क्रोमियम/क्रोमियम कार्बाइड कोटिंग में निम्नलिखित उत्कृष्ट गुण होते हैं:

उत्कृष्ट यांत्रिक गुण: यह कोटिंग उच्च कठोरता और अच्छी मजबूती का संयोजन है। इसकी सूक्ष्म कठोरता आमतौर पर 760 HV से 995 HV तक होती है। बाइंडर फेज के रूप में कार्य करने वाला निकल-क्रोमियम मिश्रधातु उत्कृष्ट मजबूती और बंधन शक्ति प्रदान करता है, जबकि बिखरा हुआ क्रोमियम कार्बाइड कठोर फेज मुख्य घिसाव-रोधी आधार प्रदान करता है। कोटिंग और सब्सट्रेट के बीच औसत बंधन शक्ति 60 MPa से अधिक है।

सघन सूक्ष्म संरचना: छिड़काव किए गए कणों की अत्यधिक उच्च गति के कारण, वे टकराने पर पूरी तरह से विकृत हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक सघन सुपरपोज़िशन होता है और कोटिंग की सरंध्रता को 1-2% के अत्यंत निम्न स्तर पर नियंत्रित किया जा सकता है। कम सरंध्रता कोटिंग के उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और ऑक्सीकरण प्रतिरोध की कुंजी है।

उत्कृष्ट उच्च-तापमान प्रदर्शन: यह कोटिंग 538℃ से 900℃ के परिचालन तापमान सीमा के भीतर लंबे समय तक स्थिर प्रदर्शन बनाए रखती है। यह उच्च-तापमान कठोरता प्रतिधारण और ऑक्सीकरण और गैस क्षरण के प्रति उल्लेखनीय प्रतिरोध प्रदर्शित करती है। अध्ययनों से पता चलता है कि 620℃ के उच्च-तापमान वातावरण में, ठोस कणों के क्षरण के प्रति इसका प्रतिरोध सामान्य ताप-प्रतिरोधी इस्पात सब्सट्रेट की तुलना में कई से दस गुना अधिक है।

उत्कृष्ट पर्यावरणीय प्रतिरोध: निकल-क्रोमियम मिश्रधातु बाइंडर चरण में स्वयं ही ऑक्सीकरण और संक्षारण के प्रति अच्छा प्रतिरोध होता है। क्रोमियम कार्बाइड के साथ संयोजन करने पर, यह कोटिंग उच्च तापमान ऑक्सीकरण, सल्फर संक्षारण और विभिन्न नमक स्प्रे और रासायनिक माध्यमों से होने वाले क्षरण का प्रभावी ढंग से प्रतिरोध करती है।

III. मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र

एयरोस्पेस: इंजन कंप्रेसर ब्लेड और टरबाइन केसिंग जैसे गर्म सिरे वाले घटकों पर घिसाव-प्रतिरोधी और घर्षण-प्रतिरोधी सील के लिए उपयोग किया जाता है।

ऊर्जा और विद्युत: कोयला और गैस से चलने वाले विद्युत संयंत्रों में बॉयलर पाइपों, स्टीम टरबाइन ब्लेडों और गैस टरबाइन संक्रमण खंडों के उच्च तापमान संरक्षण और जीवनकाल विस्तार के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

औद्योगिक विनिर्माण: इसका उपयोग धातुकर्म रोल, उच्च तापमान वाले वाल्व, सिंटरिंग फर्नेस गाइड, पेट्रोकेमिकल पंप शाफ्ट और मैकेनिकल सील रिंग जैसे प्रमुख घटकों में किया जाता है।

IV. सुपरसोनिक स्प्रेइंग के लिए उपयुक्त निकेल-क्रोमियम-क्रोमियम कार्बाइड सामग्री।