چگونه به پوشش لوله های فولاد ضد زنگ با استفاده از تجهیزات پوشش خلاء

لوله های فولاد ضد زنگ به طور گسترده ای در تزئینات ساختمان، دستگاه های پزشکی، پردازش مواد غذایی، پتروشیمی،و تولید تجهیزات پیشرفته به دلیل مقاومت بسیار عالی آنها در برابر خوردگی و خواص مکانیکیبا این حال، مواد فولاد ضد زنگ هنوز هم می توانند تحت شرایط خاصی مانند سختی سطحی ناکافی، مقاومت ضعیف در برابر لباس،و مقاومت در برابر خوردگی کمتر از ایده آل در برخی از محیط هاعلاوه بر این، با تقاضای بیشتر مصرف کنندگان و طراحی های متنوع تر، بازار لوله های فولاد ضد زنگ رنگی همچنان در حال رشد است.و روش های سنتی درمان سطح در تلاش برای پاسخگویی به هر دو عملکرد و نیازهای زیبایی در همان زمان.

معرفی تکنولوژی پوشش خلاء یک راه حل کاملا جدید برای تغییر سطح لوله های فولاد ضد زنگ را به ارمغان آورده است.پوشش خلاء مواد هدف را به صورت اتم ها یا یون ها در خلاء روی سطح لوله قرار می دهدفولاد ضد زنگ، با سطح متراکم و مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی، به یکی از مناسب ترین بستر ها برای پوشش PVD تبدیل شده است.پوشش خلاء به طور گسترده ای برای ساخت پوشش های کاربردی در دیواره های داخلی لوله های فولاد ضد زنگ و پوشش های تزئینی در دیواره های بیرونی استفاده می شود.

1اصول فنی پوشش خلاء لوله های فولاد ضد زنگ

  پوشش خلاء: در یک محیط با خلاء بالا، مواد پوشش با روش هایی مانند گرم کردن مقاومت یا بمباران پرتو الکترون، به حالت تبخیر یا ابخرت گرم می شوند.به طوری که مولکول ها یا اتم های مواد در سطح لوله فولادی قرار می گیرند تا یک فیلم نازک تشکیل دهنداین روش دارای چرخه کار کوتاه و بهره وری نسبتا بالا است، اما قدرت اتصال بین پوشش و بستر تا حدودی محدود است.

پوشش اسپتر: از یون های گازی تولید شده توسط تخلیه درخششی برای بمباران مواد هدف استفاده می کند، باعث می شود اتم های آن بیرون کشیده و روی سطح لوله های فولادی قرار گیرند.پوشش اسپتر با طیف گسترده ای از مواد کار می کند در واقع هر چیزی می تواند به عنوان یک هدف استفاده شود، و این به ویژه برای مواد با نقطه ذوب بالا و فشار بخار پایین مناسب است. تجهیزات برای این روش نسبتا پیچیده است.و سرعت رسوب کمی آهسته تر از پوشش تبخیر استبرای پوشش دیواره های داخلی لوله های فولاد ضد زنگ، SPUTTERING DC یک روش کاملا بالغ است، قادر به سپرده گذاری فیلم های با کیفیت بالا به طور مساوی در داخل لوله های طولانی و باریک است.

پوشش یون. این ترکیب تبخیر خلاء با اسپتر کردن، با استفاده از تخلیه گاز به طور جزئی مواد پوشش ایون است، که سپس در زیر بمب گذاری یون بر روی سطح بستر قرار می گیرد.مزیت اصلی پوشش یون این است که فیلم به شدت به بستر چسبیده و نرخ رسوب نسبتاً بالا داردپوشش یون چند قوس یک فرآیند رایج برای پوشش های تزئینی روی لوله های فولادی است و می تواند فیلم هایی با چسبندگی عالی و رنگ های غنی تولید کند.

2مزایای اصلی لوله های فولاد ضد زنگ با پوشش خلاء

  سازگاری بستر بسیار عالی است. فولاد ضد زنگ مواد ایده آل برای پوشش PVD است زیرا به طور طبیعی مقاومت خوردگی خوبی دارد و ساختار سطحی متراکم دارد. در مقایسه، فولاد ضد زنگ برای پوشش PVD مناسب است.زیربناهایی مانند آلیاژ های روی، آلیاژ های مس و آلیاژ های آلومینیوم تمایل به اکسید شدن یا داشتن منافذ سطحی دارند ، که پوشش را در صورت استفاده مستقیم مستعد پوست شدن می کند ، بنابراین معمولاً ابتدا به یک لایه پایه الکتروپلاستی شیمیایی نیاز دارند.

سختی و مقاومت در برابر فرسایش به شدت بهبود یافته است. پوشش خلاء می تواند به طور قابل توجهی سختی سطحی لوله های فولاد ضد زنگ را افزایش دهد. به عنوان مثال با پوشش DLC (کربن مانند الماس),سختی سطحی پس از پوشش می تواند به 5-25 GPa برسد، در حالی که فولاد ضد زنگ 304 حدود 2 GPa است.برای فولاد ضد زنگ به سطح 10−7. سختی پوشش PVD معمولاً 2 تا 4 برابر زیربنای فولاد ضد زنگ است که مقاومت در برابر خراش و عملکرد لباس را به شدت افزایش می دهد.

پر رنگ و بسیار تزئینی است. پوشش خلاء می تواند رنگ های مختلفی را بر روی لوله های فولاد ضد زنگ ایجاد کند، مانند طلا، طلا رز، سیاه، فلز اسلحه، و برنز،با یک لایه فیلم یکنواخت که درخشش اصلی و بافت سطحی مواد را حفظ می کندسطح های درخشان هنوز درخشان باقی می مانند و بافت های برش شده به وضوح قابل مشاهده هستند. پوشش خلاء می تواند سطح درخشان و پایان سیاه را به دست آورد که پوشش الکتروپلاستی معمولی نمی تواند.

مزایای روشن زیست محیطی: پوشش خلاء یک فرآیند خشک است که به طور کامل در محیط خلاء انجام می شود، بدون استفاده از محلول های پوشش شیمیایی، تولید آلودگی فلزات سنگین،بدون انتشار فاضلاب و گازهای خروجی، و رعایت مقررات محیط زیست به طور فزاینده ای سختگیرانه است.

3فرآیند پوشش لوله های فولاد ضد زنگ

  پاکسازی قبل از درمان. قبل از درمان یک مرحله کلیدی است که کیفیت پوشش را تعیین می کند. اگر سطح لوله فولادی حاوی بقایای مانند موم شیب دار، چربی، گرد و غبار یا slag جوش باشد،به شدت بر چسبندگی پوشش تاثیر می گذارد.مشکل در تمیز کردن لوله های فولاد ضد زنگ ناشی از ناخالصی هایی است که در داخل لوله، در جوش ها یا در پیچ ها پنهان شده اند و برداشتن آنها دشوار است.در عمل صنعت، لوله های فلز ضد زنگ پولیش شده معمولا از چندین مرحله تمیز کردن فوق صوتی عبور می کنند:تمیز کردن با ماژول های فوق صوتی → تمیز کردن با ماژول های فوق صوتی از آب شیر → تمیز کردن با ماژول های فوق صوتی از آب دیونیزه شده → شستشو با آب دیونیزه شده → خشک کردنبرای دیواره های داخلی لوله های فولاد ضد زنگ، دستگاه های تمیز کننده فوق صوتی ویژه ای توسعه یافته اند. این دستگاه ها از یک مجموعه تمیز کننده بر روی یک صندلی چرخشی برای حرکت در امتداد دیواره داخلی لوله استفاده می کنند.دستیابی به تمیز کردن کارآمد.

بارگذاری کوره و جاروبرقی. لوله های فولاد ضد زنگ تمیز شده و خشک شده را روی لوله های ویژه داخل اتاق خلاء قرار دهید و اطمینان حاصل کنید که بین لوله ها فاصله ای برای پوشش یکسان وجود دارد..سیستم پمپ خلاء را روشن کنید و اتاق را به سطح مطلوب خلاء بالا بکشید.

تمیز کردن و فعال کردن یون. در خلاء، گاز آرگون وارد می شود و یک انحراف اعمال می شود، با استفاده از یون های آرگون با انرژی بالا برای بمباران سطح لوله فولادی.این دستگاه تمیز کردن عمیق سطح اتمی و فعال کردن سطح را انجام می دهد، ایجاد یک رابط اتصال ایده آل برای پوشش بعدی.

بسته به نوع فیلم هدف، گازهای واکنش پذیر مانند نیتروژن یا استیلن وارد می شوند و مواد هدف از طریق روش های اسپوتینگ یا قوس یون شده است.که در سطح لوله فولادی یک فیلم ترکیبی تشکیل می دهدبرای پوشش دیواره های داخلی لوله های فولاد ضد زنگ، تجهیزات اسپوتینگ به ویژه طراحی شده برای دستیابی به پوشش یکنواخت در داخل لوله های طولانی و باریک مورد نیاز است.مطالعات نشان می دهد که برای Sputtering DC فیلم TiN بر روی دیواره های داخلی لوله های فولاد ضد زنگ، پارامترهای فرآیند بهینه شده عبارتند از: فشار کاری 80-90 Pa و دمای بستر 160-180 ° C. در این شرایط، سرعت رسوب فیلم حدود 0.145 nm / s است.

خنک کردن و برداشتن. پس از تکمیل پوشش، برق و گاز را خاموش کنید. لوله فولادی پس از خنک شدن طبیعی در اتاق خلاء خارج می شود.

4سناریوهای کلیدی کاربرد و چالش های فنی

  پوشش عملکردی روی دیواره داخلی لوله ها. پوشش دیواره های داخلی لوله های فولاد ضد زنگ به طور گسترده ای در زمینه هایی مانند اتاق های خلاء شتاب دهنده، لوله های تجهیزات نیمه هادی،و لوله های حمل و نقل مواد غذایی و داروییپس از استفاده از یک فیلم TiN، تولید الکترون ثانویه از دیواره داخلی فولاد ضد زنگ به طور قابل توجهی کاهش می یابد و میزان انتشار گاز بهتر از فولاد ضد زنگ خام است.لوله های باریک با نسبت طول به قطر بیش از 20:1، یک پوشش ضد خوردگی ضد خوردگی DLC می تواند با استفاده از PECVD در ترکیب با تکنولوژی تخلیه کاتود حفره ای بر روی دیوار داخلی اعمال شود.

پوشش های تزئینی دیوارهای بیرونی در مناطقی مانند لوله های فولاد ضد زنگ برای تزئین ساختمان، لوله های مبلمان و لوازم حمام،پوشش خلاء می تواند اثرات رنگ غنی و مقاومت عالی در برابر آب و هوا را به دست آوردآزمایشات اسپری نمک اسیدی می تواند 24 ساعت در سطح 10 و آزمایشات مقاومت UV بیش از 500 ساعت باشد. پوشش های PVD رنگی می توانند مقاومت در برابر خوردگی زیربناهای فولاد ضد زنگ را تا حدودی بهبود بخشند.اما پوشش های PVD نمی توانند به طور کامل از خوردگی بستر جلوگیری کنندمقاومت ضد خوردگی بستر برای نگه داشتن پوشش طولانی مدت کلیدی است.

نگهداری پوشش های PVD رنگی. لوله های فولاد ضد زنگ پس از پوشش باید از تماس طولانی مدت با اسیدهای قوی، پایه های قوی یا مواد خوردنی مانند فلوراید یا نمک بالا اجتناب کنند.برای تمیز کردن معمولبرای برخی از کاربردهای پیشرفته، استفاده از الکل صنعتی با یک پارچه پنبه نرم توصیه می شود.شما می توانید یک پوشش ضد اثر انگشت شفاف را برای بهبود مقاومت اثر انگشت و مقاومت در برابر خوردگی استفاده کنید.اما توجه داشته باشید که رنگ و بافت پس از اسپری تغییر می کند.