स्टील के उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों और टाइटेनियम के संक्षारण प्रतिरोध के कारण हाल के वर्षों में टाइटेनियम स्टील मिश्रित पैनलों ने पेट्रोलियम, रसायन, बिजली और समुद्री इंजीनियरिंग के क्षेत्रों में व्यापक ध्यान आकर्षित किया है। हालाँकि, जब टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेटों को कठोर समुद्री वातावरण में लगाया जाता है, तो टाइटेनियम और स्टील के बीच संभावित अंतर के कारण उनके अंतिम चेहरे गैल्वेनिक क्षरण से गुजरते हैं, जो वास्तविक सेवा के दौरान उनके प्रदर्शन को खराब कर देता है। इसलिए, टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेटों के अंतिम चेहरे के सुरक्षात्मक उपचार के लिए उचित तरीकों को अपनाना बहुत महत्व और मूल्य का है। लेकिन वर्तमान में, लगभग कोई प्रासंगिक रिपोर्ट नहीं है। सब्सट्रेट के सेवा प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए टाइटेनियम या स्टील प्लेटों की सतह पर कोटिंग तैयार करने पर अधिक शोध केंद्रित है, जिसमें मुख्य रूप से थर्मल स्प्रेइंग और लेजर क्लैडिंग शामिल है। थर्मल छिड़काव प्रक्रिया में उच्च दक्षता, लचीला और सरल संचालन होता है, लेकिन इसके ताप स्रोत की विस्तृत तापमान सीमा के कारण, कोटिंग में छिद्र जैसे दोष होने का खतरा होता है, और अवशिष्ट थर्मल तनाव अपेक्षाकृत बड़ा होता है।
1. टाइटेनियम कोटिंग की तैयारी
सब्सट्रेट सामग्री एक टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेट है जो वैक्यूम फॉर्मिंग विधि का उपयोग करके हुनान जियांगटौ जिंटियन टाइटेनियम मेटल कंपनी लिमिटेड द्वारा निर्मित है। टाइटेनियम प्लेट 1.80 मिमी मोटी है और स्टील प्लेट 10.20 मिमी मोटी है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। टाइटेनियम कोटिंग तैयार करने से पहले, 220 #, 360 #, 600 #, 800 #, 1000 #, और 2000 # SiC सैंडपेपर का उपयोग करें सब्सट्रेट को क्रम से पॉलिश करें, इसके बाद नमूने की सतह पर तेल और जंग जैसे दूषित पदार्थों को हटाने के लिए इथेनॉल में 10 मिनट तक अल्ट्रासोनिक सफाई करें। ठंडे छिड़काव के लिए उपयोग किया जाने वाला टाइटेनियम पाउडर Ti-01 है, जो इंस्टीट्यूट ऑफ न्यू मैटेरियल्स, गुआंग्डोंग एकेडमी ऑफ साइंसेज द्वारा निर्मित है, जिसका कण आकार 50-100 μm है। छानने के बाद, कोटिंग की गुणवत्ता पर नमी के प्रभाव को कम करने के लिए टाइटेनियम पाउडर को 30 मिनट के लिए 120 डिग्री पर बेक किया जाता है। शीत छिड़काव उपकरण जापान में प्लाज़्मा गिकेन द्वारा उत्पादित PCS1000 पर पूरा किया गया था।
क्रॉस-अनुभागीय अनुभाग के माइक्रोस्ट्रक्चर लक्षण वर्णन और संरचना विश्लेषण के लिए नमूने को काटने के लिए एक इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज वायर कटिंग मशीन का उपयोग करें। मेटलोग्राफिक नमूने यांत्रिक पीसने और पॉलिश करने की विधियों द्वारा तैयार किए जाते हैं। 1:19 के आयतन अनुपात के साथ एक नाइट्रिक एसिड इथेनॉल समाधान का उपयोग एक नक़्क़ाशी के रूप में किया जाता है। ईडीएस से सुसज्जित ओएम (लीका डीवीएम6एम) और एसईएम (फेनोम प्रोएक्स) का उपयोग करके माइक्रोस्ट्रक्चरल विशेषताओं की विशेषता बताई गई थी। मेटलोग्राफिक नमूनों की सूक्ष्म जांच
कठोरता को विकर्स माइक्रोहार्डनेस परीक्षक का उपयोग करके मापा गया था, जिसका निवास समय 1 0 सेकंड और भार 500 ग्राम था। कोटिंग की सतह से सब्सट्रेट तक हर 0.4 मिमी माप लिया गया। घर्षण और घिसाव परीक्षण एक उच्च गति प्रत्यागामी घर्षण और घिसाव परीक्षण मशीन को अपनाता है, जिसमें 20 एन का भार, 10 मिनट का समय, 1 हर्ट्ज की आवृत्ति, 10 मिमी की परीक्षण लंबाई और घर्षण के रूप में जीसीआर15 स्टील की गेंदें होती हैं। जोड़ा। इलेक्ट्रोकेमिकल परीक्षण से पहले, नमूने को एपॉक्सी राल से सील कर दिया जाता है, सतह के ऑक्साइड को हटाने के लिए मेटलोग्राफिक सैंडपेपर से पॉलिश किया जाता है, इथेनॉल और शुद्ध पानी से साफ किया जाता है, और अंत में एक साफ कोटिंग सतह प्राप्त करने के लिए गर्म हवा से सुखाया जाता है। प्रयोग कमरे के तापमान पर आयोजित किया जाता है। प्रायोगिक माध्यम तीन इलेक्ट्रोड प्रणाली का उपयोग करके एक सिम्युलेटेड समुद्री जल समाधान (3.5% NaCl) है। नमूना कार्यशील इलेक्ट्रोड है, काउंटर इलेक्ट्रोड एक प्लैटिनम प्लेट है, और संदर्भ इलेक्ट्रोड एक संतृप्त कैलोमेल इलेक्ट्रोड (एससीई) है। इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी का परीक्षण एक इलेक्ट्रोकेमिकल वर्कस्टेशन (CHI760E) पर एक ओपन सर्किट क्षमता पर किया गया था, जिसमें 105 ~ 10-2 हर्ट्ज की परीक्षण आवृत्ति और 10 एमवी की गड़बड़ी क्षमता लागू की गई थी। चाइना इलेक्ट्रिकल अप्लायंस रिसर्च इंस्टीट्यूट कंपनी लिमिटेड की नमक स्प्रे संक्षारण परीक्षण मशीन (ईएएसएस-100) का उपयोग नमक स्प्रे परीक्षण के लिए किया जाता है। वायुमंडल में संक्षारण परीक्षण - नमक स्प्रे परीक्षण (जीबी 10125-1997) के अनुसार, परीक्षण समाधान द्रव्यमान अंश द्वारा 5% NaCl समाधान है, और स्प्रे बॉक्स में तापमान 35 डिग्री है।
3. टाइटेनियम कोटिंग्स की सूक्ष्म संरचना और आकारिकी पर पाउडर फीडिंग के दौरान गैस के दबाव और तापमान का प्रभाव
शीत छिड़काव प्रक्रिया में महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक सब्सट्रेट से टकराने से पहले छिड़काव किए गए कणों का महत्वपूर्ण वेग है। किसी दिए गए मैट्रिक्स सामग्री के लिए, एक महत्वपूर्ण वेग मौजूद होता है जिस पर केवल महत्वपूर्ण वेग से अधिक वेग वाले कणों को कोटिंग बनाने के लिए जमा किया जा सकता है, जबकि महत्वपूर्ण वेग से कम वेग वाले कण कोटिंग बनाने के लिए वापस उछलेंगे। शीत स्प्रे कणों का महत्वपूर्ण वेग सामग्री घनत्व, पिघलने बिंदु, अंतिम तन्यता ताकत और प्रारंभिक कण तापमान जैसे कारकों पर निर्भर करता है। शीत छिड़काव प्रक्रिया के दौरान, Cu, Zn, और Al जैसी धातुओं के कणों के बड़े प्लास्टिक विरूपण का खतरा होता है, जिसके परिणामस्वरूप घनी कोटिंग होती है। हालाँकि, Ti, अपने उच्च गलनांक के कारण, ठंडे छिड़काव के टकराव विरूपण जमाव सिद्धांत के माध्यम से घनी कोटिंग प्राप्त करना मुश्किल है। हालांकि, प्रासंगिक अध्ययनों से पता चला है कि पाउडर फीडिंग गैस का तापमान और दबाव बढ़ाने से कोटिंग की सरंध्रता को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है। कोटिंग की सरंध्रता इसके सुरक्षात्मक प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। उपकरण की स्वीकार्य सीमा के भीतर, लेखक ने टाइटेनियम कोटिंग की सूक्ष्म संरचना पर पाउडर फीडिंग गैस के तापमान और दबाव के प्रभाव की जांच की।
चित्र 2 पाउडर फीडिंग गैस दबाव और तापमान मापदंडों के विभिन्न संयोजनों के तहत तैयार किए गए टाइटेनियम कोटिंग नमूनों की मेटलोग्राफिक आकृति विज्ञान को दर्शाता है। इस तथ्य के कारण कि ठंडा छिड़काव ठोस-अवस्था जमाव विधि से संबंधित है, इसका सब्सट्रेट पर बहुत कम थर्मल प्रभाव होता है, और जमाव प्रक्रिया के दौरान कण पिघलते नहीं हैं। इसलिए, सब्सट्रेट पक्ष पर टाइटेनियम प्लेट और स्टील प्लेट बरकरार हैं, और अध्ययन किए गए पाउडर फीडिंग गैस के तापमान और दबाव सीमा के भीतर टाइटेनियम कोटिंग तैयार की जा सकती है। चित्र 2 से यह देखा जा सकता है कि पाउडर फीडिंग गैस के दबाव और तापमान का कोटिंग की मोटाई पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। एक ही छिड़काव समय के भीतर कई परिस्थितियों में तैयार की गई कोटिंग की मोटाई तुलनीय है, जिसकी औसत मोटाई 2.70 मिमी है। हालांकि, पाउडर फीडिंग गैस के मापदंडों का कोल्ड स्प्रेड टाइटेनियम कोटिंग्स की संरचना पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।
निष्कर्ष
1) शीत छिड़काव प्रक्रिया के दौरान पाउडर फीडिंग गैस का तापमान और दबाव बढ़ाने से न केवल कोटिंग की सरंध्रता को कम करने और इसके घनत्व में सुधार करने में मदद मिलती है, बल्कि कोटिंग के प्रदूषण को भी रोकता है और कोटिंग के आंतरिक बंधन को मजबूत करता है। जब पाउडर फीडिंग गैस का तापमान और दबाव क्रमशः 800 डिग्री और 3 एमपीए से बढ़ाकर 900 डिग्री और 5 एमपीए कर दिया गया, तो कोटिंग की सरंध्रता 4.25% से घटकर 1.14% हो गई।
2) टाइटेनियम कोटिंग्स की कोल्ड स्प्रे तैयारी के दौरान पाउडर फीडिंग गैस के कम तापमान के कारण, तैयार टाइटेनियम कोटिंग्स में कोई महत्वपूर्ण ऑक्सीकरण नहीं देखा गया, जो मुख्य रूप से धातु टीआई से बने होते हैं। साथ ही, उच्च पाउडर फीडिंग गैस तापमान और दबाव की स्थिति (900 डिग्री और 5 एमपीए) के तहत, टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेट पक्ष पर टाइटेनियम कोटिंग में सब्सट्रेट के साथ अच्छी संगतता होती है और लगातार संरचना के कारण कोई स्पष्ट इंटरफ़ेस नहीं होता है; टाइटेनियम कोटिंग और स्टील प्लेट के बीच इंटरफ़ेस स्पष्ट है, और तत्वों का कोई महत्वपूर्ण अंतर-प्रसार नहीं है।
3) शीत छिड़काव प्रक्रिया के दौरान पाउडर फीडिंग गैस का तापमान या दबाव बढ़ाना प्लास्टिक विरूपण को मजबूत करने, कोटिंग के घनत्व में सुधार करने और इस प्रकार कोटिंग की सूक्ष्म कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए फायदेमंद है। घर्षण जोड़ी के रूप में GCr15 का उपयोग करके तैयार की गई टाइटेनियम कोटिंग, 5 एमपीए के पाउडर फीडिंग गैस दबाव और 9 0 0 डिग्री के तापमान के साथ, 0.32 × 10-3 मिमी 3 / (एन ·) की पहनने की दर दिखाती है एम) 20 एन के भार के तहत 10 मिनट पहनने के बाद।
4) टाइटेनियम स्टील कंपोजिट प्लेट के अंतिम चेहरे पर तैयार कोल्ड स्प्रेड टाइटेनियम कोटिंग में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध होता है। तटस्थ नमक स्प्रे परीक्षण के 1000 घंटे के बाद, कोटिंग बरकरार है और सतह पर कोई स्पष्ट जंग का क्षरण नहीं है, जो दर्शाता है कि टाइटेनियम कोटिंग प्रभावी रूप से संक्षारक कणों को सब्सट्रेट में प्रवेश करने से रोकती है, जिससे टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेट के सेवा प्रदर्शन में काफी सुधार होता है। समुद्री वातावरण में
