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等离子喷涂环保的表面清洗设备

发布时间:2024/4/3 8:28:28 | 信息来源:
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等离子清洗机主要由三大部分组成:


1. 控制单元。现在的等离子清洗机主要有全自动控制、半自动控制、PC控制、液晶触摸屏控制四种控制单元,而控制单元主要由电源、控制系统、控制按钮和操作显示器等部分组成。


2. 真空腔体。真空腔体就是用于清洗对象物的空间,主要有石英腔体和不锈钢真空腔体。由于其内部采用真空灭菌防菌以及等离子清洗法,对于腔体压力的承受有着一定的要求,所以需要采用材质较好的腔体进行配置。


3. 真空泵。等离子清洗机的主要动力来源就是真空泵,主要作用是将真空腔体中的空气抽干,达到真空的环境,然后再进行等离子清洗。真空泵主要分为干泵和油泵。干泵主要以电力为动力源,而油泵则使用汽油或柴油为动力源。


等离子喷涂工艺流程


在等离子喷涂过程中,影响涂层质量的工艺参数很多,主要有:
①等离子气体:气体的选择原则主要根据是可用性和经济性,N2气便宜,且离子焰热焓高,传热快,利于粉末的加热和熔化,但对于易发生氮化反应的粉末或基体则不可采用。Ar气电离电位较低,等离子弧稳定且易于引燃,弧焰较短,适于小件或薄件的喷涂,此外Ar气还有很好的保护作用,但Ar气的热焓低,价格昂贵。
气体流量大小直接影响等离子焰流的热焓和流速,从而影响喷涂效率,涂层气孔率和结合力等。流量过高,则气体会从等离子射流中带走有用的热,并使喷涂粒子的速度升高,减少了喷涂粒子在等离子火焰中的“滞留”时间,导致粒子达不到变形所必要的半熔化或塑性状态,结果是涂层粘接强度、密度和硬度都较差,沉积速率也会显著降低;相反,则会使电弧电压值不适当,并大大降低喷射粒子的速度。极端情况下,会引起喷涂材料过热,造成喷涂材料过度熔化或汽化,引起熔融的粉末粒子在喷嘴或粉末喷口聚集,然后以较大球状沉积到涂层中,形成大的空穴。
②电弧的功率:电弧功率太高,电弧温度升高,更多的气体将转变成为等离子体,在大功率、低工作气体流量的情况下,几乎全部工作气体都转变为活性等粒子流,等粒子火焰温度也很高,这可能使一些喷涂材料气化并引起涂层成分改变,喷涂材料的蒸汽在基体与涂层之间或涂层的叠层之间凝聚引起粘接不良。此外还可能使喷嘴和电极烧蚀。
而电弧功率太低,则得到部分离子气体和温度较低的等离子火焰,又会引起粒子加热不足,涂层的粘结强度,硬度和沉积效率较低。
③供粉:供粉速度必须与输入功率相适应,过大,会出现生粉(未熔化),导致喷涂效率降低;过低,粉末氧化严重,并造成基体过热。
送料位置也会影响涂层结构和喷涂效率,一般来说,粉末必须送至焰心才能使粉末获得好的加热和高的速度。
④喷涂距离和喷涂角:喷枪到工件的距离影响喷涂粒子和基体撞击时的速度和温度,涂层的特征和喷涂材料对喷涂距离很敏感。
喷涂距离过大,粉粒的温度和速度均将下降,结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降;过小,会使基体温升过高,基体和涂层氧化,影响涂层的结合。在机体温升允许的情况下,喷距适当小些为好。
喷涂角:指的是焰流轴线与被喷涂工件表面之间的角度。该角小于45度时,由于“阴影效应”的影响,涂层结构会恶化形成空穴,导致涂层疏松。
⑤喷枪与工件的相对运动速度
喷枪的移动速度应保证涂层平坦,不出线喷涂脊背的痕迹。也就是说,每个行程的宽度之间应充分搭叠,在满足上述要求前提下,喷涂操作时,一般采用较高的喷枪移动速度,这样可防止产生局部热点和表面氧化。
⑥基体温度控制
较理想的喷涂工件是在喷涂前把工件预热到喷涂过程要达到的温度,然后在喷涂过程中对工件采用喷气冷却的措施,使其保持原来的温度。真空等离子清洗机是一种有效、环保的表面清洗设备,广泛应用于半导体、光伏、医疗、航天等领域中。其清洗原理主要基于等离子体化学反应和物理作用相结合的过程。


一、真空等离子清洗机的基本结构


真空等离子清洗机主要由注入系统、真空系统、等离子发生器、反应室及废气处理系统等组成。其中注入系统负责将清洗物料送到反应室内部,并注入待清洗气体;真空系统负责维持反应室内部的真空度;等离子发生器负责产生等离子体,并激活清洗气体;反应室则是清洗反应的关键部位,利用等离子体化学反应和物理作用进行表面清洗;废气处理系统则主要负责回收和处理清洗产生的废气。


二、等离子体化学反应的原理


等离子体是一种高能量带电气体状态,具有较高的离解度和反应活性。当高能量电场作用于清洗气体时,清洗气分子中的电子被撞出,并与其他分子或原子发生碰撞,形成离子、自由基等高活性物质。这些高活性的物质具有强氧化还原能力,可以加速杂质的去除、表面的去污以及钝化处理。同时,通过调节清洗气体、电场强度、反应时间和温度等参数,可以实现不同材料表面的清洗效果。


三、物理作用的原理


等离子体在带电的状态下,会聚集在物体表面,并通过静电吸引力使物质与等离子体产生相互作用,实现清洗。物理作用主要包括以下几种:


1.轰击清洗法,即利用等离子体粒子的高动能对杂质进行轰击,将其从物体表面清洗出来。


2.消蚀清洗法,即利用等离子体中的高能离子打击表面材料,实现深度清洗。


3.离子注入法,即利用等离子体中的离子对材料表面进行注入改性。


4.表面硬化法,即由等离子体引起的高速响应热震导致表面结构的组织变化,增强表面的硬度和耐腐蚀性。


四、真空等离子清洗机的清洗优势


1.有效:真空等离子清洗机具有高能量、高反应速度等特点,可快速清洗复杂表面上的污染物和粘附杂质。


2.环保:清洗过程不含有任何有害化学药品,对环境无污染。


3.安全:在清洗过程中,没有明火、爆炸等安全隐患,操作更加稳定与安全。


4.兼容性好:真空等离子清洗机可以适用于多种类型材料的清洗,如金属、玻璃、塑料、陶瓷等。


5.表面质量优异:采用真空等离子清洗技术可以达到纳米级别的清洗效果,使得清洗后的材料表面平整、光滑,光致反射率增强,提高其光电性能。同时,通过钝化处理等措施,可以大幅减轻材料表面氧化、锈蚀等问题,延长使用寿命。

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