Дисперсность частиц материала, ток плазменной струи и расход плазмообразующего газа определяют температуру нагрева частиц и их скорость перемещения, тем самым плотность и структуру покрытия. Нормативные физико-механические свойства покрытий обеспечивают высокими температурой плазмы и скоростью ее истечения, применением инертных плазмообразующих газов, регулированием аэродинамических условий формирования металлоплазменной струи. В материале детали не происходят структурные преобразования, возможно нанесение тугоплавких материалов и многослойных покрытий из различных материалов с сочетанием плотных и твердых нижних слоев с пористыми и мягкими верхними (для улучшения прирабатываемости покрытий), износостойкость покрытий высокая, достижима полная автоматизация процесса.
При напылении порошковых или шнуровых материалов электрическое напряжение прикладывают к электродам плазменной горелки. При напылении проволочных материалов напряжение прикладывают к электродам горелки, дополнительно оно может быть приложено к напыляемому материалу, т.е. проволока может быть токоведущей или нет. Напыляемую деталь в цепь нагрузки не включают.
Для защиты частиц напыляемого материала от окисления, обезуглероживания и азотирования применяют газовые линзы (кольцевой поток инертного газа), являющиеся оболочкой плазменной струи, и специальные камеры с инертной средой, в которых происходит напыления.
Наилучшей износостойкостью деталей в нагруженных сопряжениях обладают покрытия из самофлюсующихся сплавов. Структура покрытия - высоколегированный твердый раствор с включениями дисперсных металлоподобных фаз (прежде всего боридных или карбидных) с размером частиц 1...10 мкм, равномерно распределенных в основе.
Область применения плазменных покрытий с последущим оплавлением – это восстановление поверхностей деталей, работающих в условиях знакопеременных и контактных нагрузок.
Микроплазменное напыление применяют при восстановлении участков деталей с размерами 5...10 мм с целью уменьшения потерь напыляемого материала. Используют плазмотроны малой мощности (до 2...2,5 кВт), генерирующие квазиламинарную плазменную струю при силе тока 10...60 А.
Детонационное напыление При этом виде напыления наносимые частицы приобретают энергию во время горения и перемещения ацетилено-кислородной смеси в стволе пушки. Детонация - особый вид горения газообразного топлива. Она возникает в начальный период горения смеси и распространяется в трубе со скоростью 2000...3000 м/с. Температура горения смеси при детонационном напылении достигает 5200 оС, а развиваемое давление - сотен МПа. Скорость полета наносимых частиц составляет 600...800 м/с, а их температура достигает 3700 оС. Покрытия имеют малую пористость (до 0,5 %) и высокую прочность соединения с подложкой (до 200 МПа).
Установка детонационного напыления (рис. 2.26) включает водоохлаждаемый закрытый с одного конца ствол 5 длиной 1200...2000 мм и диаметром 8...40 мм. Внутренняя полость ствола вблизи торцовой стенки образует взрывную камеру 3. В ее стенке установлено запальное устройство 2 и клапанное устройство для подачи горючего и окислительного газов. В торце ствола имеется порошковый питатель 1. На расстоянии 150…200 мм от среза ствола перпендикулярно его оси располагают восстанавливаемую поверхность детали.
Химическая энергия горения смеси расходуется на нагрев и расширение газа, перемещение и нагрев навески порошка. Высокая температура нагрева напыляемого материала в некоторых случаях приводит даже к его испарению. Кинетическая энергия частиц в 100 раз превосходит кинетическую энергию частиц при электродуговом и газопламенном напылении. Превращение кинетической энергии частиц в момент удара в тепловую энергию и возникновение большого количества дефектов материала в момент удара объясняют большую прочность покрытия и отсутствие закрытой пористости.
Частота цикла детонационного устройства для напыления покрытий может быть увеличена до 15 Гц и выше. Непрерывная автоматическая подача порошков и газов, при этом, упрощает технологию и оборудование.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.