HP/HVOF مخفف High-Pressure High Velocity Oxygen Fuel (سوخت اکسیژنی با فشار و سرعت بالا) نسخه پیشرفته تر تکنیک HVOF معمولی است که در فشارهای بالاتری عمل می کند و برای مواردی که نیازمند به دوام سطحی فوق العاده دارند،ایده آل است. در این فرآیند، اکسیژن با سوخت های گازی مانند نفت سفید یا هیدروژن در محفظه احتراق پرفشار ترکیب شده و جریان گازی مافوق صوت با دمای ۲۵۰۰ تا ۳۲۰۰ درجه سانتی گراد ایجاد می شود. این جریان، مواد پودری نظیر سرمت ها و سوپرآلیاژها را با سرعتی بیش از ۱۰۰۰ متر بر ثانیه شتاب می دهد. برخورد ذرات پرانرژی به زیرلایه، پوشش های متراکم و کم تخلخلی تشکیل می دهد که به دلیل کنترل دقیق دما و سرعت بالا، از کیفیت و چسبندگی بسیار خوبی برخوردارند.
- کاربردها
- صنعت هوافضا: بهبود مقاومت در برابر خوردگی حرارتی و سایش توربین، پره کمپرسور، پیستون، میل بادامک و… .
- صنعت نفت و گاز: بهبود مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و سایش شیرآلات سر چاهی، تجهیزات حفاری، تجهیزات ماشین آلات حساس صنایع پالایشی و پتروشیمی و… .
- صنعت کاغذ: کاهش سایش ناشی از الیاف ساینده و رطوبت با پوشش دهی غلتک ها و تیغه های برش.
- صنایع فولاد: مقاومت در برابر سایش و اکسیداسیون شدید با پوشش قطعات نورد، قالب های ریخته گری و اجزای کوره‌ها.
- صنایع کشش مفتول: افزایش مقاومت سایشی و کاهش اصطکاک با پوشش دهی قالب های کشش سیم و غلتک های راهنما.
- مزایا
- چگالی بالا و تخلخل کم (کمتر از 1٪) به دلیل سرعت فوق صوتی ذرات.
- چسبندگی عالی (استحکام پیوند بیش از ۷۰ مگاپاسکال).
- اکسیداسیون پایین به دلیل دمای بسیار پایین تر نسبت به پلاسما اسپری.
- کاهش نیاز به پرداخت کاری پس از پوشش دهی.
- سازگاری با مواد مختلف (کاربیدها، آلیاژهای نیکل، سرامیک ها).
- معایب
- هزینه بالای تجهیزات و عملیات (نیاز به سوخت و گازهای ویژه).
- محدودیت پوشش دهی سطوح پیچیده.
- نیاز به اپراتورهای ماهر برای کنترل پارامترهای پوشش دهی (سرعت، دما، فاصله).
- آلودگی صوتی و خطرات ایمنی ناشی از فرایند پرسرعت.
- محدودیت در ضخامت پوشش (خطر ترک خوردگی در ضخامت های بالا).
- چالش ها
- محدودیت در پوشش سطوح پیچیده یا داخلی (نیاز به هندسه ساده).
- تنش های پسماند در ضخامت های بالا (احتمال ترک خوردگی).
- شکنندگی نسبی در برخی پوشش های سرامیکی.
- هدایت حرارتی پایین تر نسبت به فلزات بالک.
- ویژگی های محصول نهایی
- مقاومت سایشی و خوردگی بالا بسته به پوشش انتخابی.
- ساختار ریزدانه و یکنواخت به دلیل انرژی جنبشی بالا.
- استحکام مکانیکی و سختی عالی (نزدیک به مواد بالک).
- کمترین تغییرات حرارتی در زیرلایه (کاهش اعوجاج).
- پوشش نازک با کنترل دقیق (معمولاً ۵۰–۵۰۰ میکرون).