9. Bố cục luận án
2.4.4. Khoảng cách phun (Lp )
Khoảng cách phun là khoảng cách giữa mặt mút của đầu phun đến bề mặt chi tiết phủ [1]. Sự thay đổi khoảng cách sẽ làm thay đổi tốc độ hạt (năng lượng va đập) và nhiệt độ hạt (trạng thái hạt khi va đập sẽ thay đổi). Nếu khoảng cách phun quá gần, độ cứng lớp phủ thấp đi vì lúc này lớp phun bị nhiệt tập trung cao dẫn đến có sự oxi hóa mạnh vì nhiệt làm cho độ xốp tăng lên do đó độ cứng sẽ giảm [2].
Theo kết quả công bố của tác giả [1, 2] trong phun phủ nhiệt khí thì khoảng cách phun từ (75 ÷ 250)mm cho kết quả tốt đối với từng loại bột phủ và thép nền khác nhau. Độ bám dính, độ cứng và độ mòn phụ thuộc vào khoảng cách từ đầu súng tới bề mặt chi tiết phun (hình 2.16), từ đồ thị cho ta thấy khoảng cách phun gần thì độ bám dính thấp, khoảng cách phun tăng dần lên thì độ bám dính, độ cứng và độ mòn tăng theo, tuy nhiên khoảng cách tăng đến một giới hạn nhất định thì độ bền bám dính, độ cứng và độ mòn lại bắt đầu giảm. Điều này có thể được giải thích, với khoảng cách gần thì áp lực khí thổi tác dụng mạnh lên bề mặt kim loại nền làm trượt ra ngoài lớp kim loại phủ và điều này cũng gây ra sự thất thoát vật liệu khi phủ. Khi khoảng cách từ đầu súng phun tới bề mặt chi tiết phủ tăng, khí thổi giảm dần làm các hạt mất năng lượng động năng do lực cản môi trường và các phần tử với nhau, dẫn tới lực và đập của hạt với bề mặt kim
loại nền giảm, đồng thời các hạt bị nguội nhanh làm yếu đi sự liên kết gây ra lực bám dính kém và hiện tượng rỗ xốp tăng.
Hình 2.16. Mối hệ giữa độ bám dính, độ cứng, độ mòn với khoảng cách phun [1,2]
Trong phun plasma, khoảng cách phun khoảng từ (100 ÷ 200)mm đạt được nhiệt lượng và lực va đập hiệu quả. Khoảng cách được lựa chọn phụ thuộc vào kích thước hạt phun vì hạt có đường nhỏ sẽ bị nguội nhanh và hạt phun càng lớn thì nguội chậm hơn. Vây khi phun với loại bột có hạt nhỏ cần thực hiện ở một khoảng cách gần để có được nhiệt độ cao hơn. Do đó, với chế độ phun được thiết lập cần có một khoảng cách phun phù hợp mà ở đó vận tốc trung bình của các hạt là lớn nhất. Tuy nhiên, không phải tất cả các trường hợp khoảng cách phun cho vận tốc hạt đạt giá trị lớn nhất mà chất lượng lớp phủ sẽ tốt nhất, sự va đập còn phụ thuộc vào nhiệt độ hạt để sự va đập tạo ra sự biến dạng hạt tốt nhất cho sự bám dính, độ xốp, độ cứng của lớp phủ. Để đảm bảo được khoảng cách phun có một giá trị phù hợp cần phải được nghiên cứu thực nghiệm để có được với từng loại vật liệu phủ cụ thể.