Сущность процессов газотермического нанесения покрытий заключается в образовании направленного потока дисперсных частиц напыляемого материала и переносе их на поверхность обрабатываемого изделия при оптимальных для формирования слоя покрытия значения температуры и скорости.
Единой классификации способов газотермического напыления нет. Существует подробная классификация, предложенная Э. Кречмаром [1]. Предпринимаются попытки разработки более совершенных классификаций, например по энергетическому признаку (или форме напыляемого материала), поскольку принципиальная сущность многих разновидностей газотермического нанесения покрытий определяется видом используемого источника энергии (рис.1.).
[показать]
Рис.1 Классификация процессов газотермического напыления покрытий.
Под газотермическими покрытиями понимаются покрытия, наносимые методами плазменного, газопламенного напыления и электродуговой металлизации.
Сущность метода газотермического напыления состоит в нагревании напыляемого материала в плазменной струе (плазменное напыление), в газовой струе (газопламенное напыление) или в электрической дуге (электродуговая металлизация) и последующем переносе высокоскоростным потоком применяемого газа нагретых частиц к напыляемой поверхности с формированием на ней слоя покрытия.
Принципиальные схемы плазменного , газопламенного напыления и электродуговой металлизации приведены на рис.2.
[показать]
Рисунок 2.1. Принципиальная схема плазменного напыления 1.вольфрамовый катод; 2. медный водоохлаждаемый анод; 3. изолятор; 4. рабочий газ; 5. напыляемый порошок; 6. плазменная струя; 7. расплавленные частицы напыляемого порошка; 8. покрытие; 9. подложка.
[показать]
Рисунок 2.2. Принципиальная схема газопламенного напыления: 1.сопло; 2. газовый факел; 3. покрытие; 4. подложка.
[показать]
Рисунок 2.3.Принципиальная схема электродуговой металлизации. 1-деталь с напыленным покрытием; 2-3 напыляемая проволока; 4-сопло для подачи сжатого воздуха.
При плазменно-дуговом нанесении покрытий из порошка или проволоки плавление исходного материала происходит в плазменной струе, температура которой составляет 5000-5500ºК. Дуговую плазменную струю получают путем вдувания плазмообразующего газа в электрическую дугу, образующуюся между двумя электродами. Плазменная струя представляет собой поток вещества, состоящего из электронов, ионов и нейтральных атомов плазмообразующего газа. В качестве плазмообразующих газов применяют аргон, азот, водород, аммиак, водяной пар, воздух, гелий и другие газы, а также их смеси. Частицы исходного порошка, попадая в плазменную струю, расплавляются и переносятся на поверхность обрабатываемого изделия (рис.2.1).
Методом плазменного напыления можно наносить износостойкие, термоэрозионностойкие, коррозионностойкие, жаростойкие, антифрикционые покрытия из порошковых и проволочных материалов, в том числе и высокотемпературной керамики. Пористость плазменных покрытий не превышает 12%. Скорость нанесения покрытий может достигать до 10 кг/час. Адгезия плазменных покрытия с подложкой может быть до 1000 кг/см².
При газопламенных процессах нанесения покрытий используется тепло, выделяющееся при сгорании горючих газов (ацетилена, пропан-бутана, водорода, метана, природного газа и др.) в смеси с кислородом или сжатым воздухом (рис.2.2).
Методом газопламенного напыления можно наносить износостойкие, коррозионностойкие, термоэрозионностойкие и антифрикционные покрытия из порошковых и проволочных материалов. Пористость газопламенных покрытий несколько выше, а адгезия ниже в сравнении с плазменными покрытиями. Газопламенные покрытия уступают плазменным и в скорости нанесения. Вместе с тем метод газопламенного напыления более мобилен в сравнении с плазменным напылением. Этим методом можно наносить покрытия в полевых условиях.
Методом электродуговой металлизации наносят, в основном, износостойкие, коррозионностойкие и антифрикционные покрытия из проволочных материалов. Электрометаллизационные покрытия уступают плазменным по адгезии, имеют сравнительно большую пористость, но превосходят плазменные по скорости нанесения. В некоторых случаях скорость нанесения электрометаллизационных покрытий может достигать 40 кг/час. Оборудование для электродуговой металлизации компактно, что позволяет наносить покрытия также в полевых условиях на поверхности различной конфигурации и габаритов. Сущность метода электродуговой металлизации (рис.2.3).
Методы газотермического напыления покрытий широко применяются в машиностроении, авиастроении, ракетостроении и других отраслях техники при нанесении различных по свойствам покрытий для обеспечения эксплуатационных характеристик выпускаемой продукции.
Методы плазменного, газопламенного напыления и электродуговой металлизации незаменимы при восстановительном ремонте изношенных деталей и
Читать далее...