Напыляемый материал нагревается за счет теплообмена с высокотемпературной средой (продуктами горения, электрической дугой, плазмой) или прохождения вихревых токов. В ряде случаев материал дробится за счет своего плавления. Частицы его разгоняются и переносятся струей движущегося газа, достигают поверхности детали в пластическом состоянии, имея большой запас кинетической и тепловой энергии, ударяются о поверхность, деформируются и закрепляются на ней, расходуя накопленную энергию (рис. 2.23).
Соединение металлических частиц с поверхностью детали и между собой носит в основном механический характер за поры и специально подготовленный профиль в виде “рваной” резьбы. Имеются также связи Ван-дер-Ваальса, металлическая и ковалентная.
Восстанавливаемая поверхность во время напыления находится в твердом состоянии, температура ее достигает только 150...200 оС, поэтому деформация детали практически отсутствует.
Нагрев материала и его пребывание в ряде случаев в окислительной воздушной среде или в продуктах сгорания приводят к изменению химического состава и структуры материала покрытия. Оксидные пленки между покрытием и основой, слоями покрытия и отдельными частицами препятствуют образованию прочных связей между этими фрагментами. Пластическое деформирование частиц при ударах о подложку и между собой придает им расплющенную форму, наклеп материала, изменение текстуры и частичное разрушение оксидной пленки. Микроструктура напыленного покрытия выявляет его слоистое строение с оксидными пленками между соединенными частицами. Существует переходная зона между покрытием и основным металлом.
В качестве материалов для напыления покрытий используют проволоку, порошки или шнуры из различных материалов. Оптимальная толщина покрытий составляет 0,1…1,0 мм.
В зависимости от вида источника тепловой энергии, затрачиваемой на нагрев и дробления напыляемого материала различают основные виды напыления: электродуговое, газопламенное, детонационное и плазменное. Плазменное напыление, в свою очередь, подразделяется на индукционное и плазменно-дуговое. По виду защиты рабочей зоны напыления различают процессы без защиты, с местной защитой и в герметичной камере.
Напыление применяют для восстановления, упрочнения и коррозионной защиты поверхностей деталей.
Напыление материала - производительный и сравнительно простой процесс, обеспечивающий высокую износостойкость покрытий, возможность регулирования в широких пределах их химического и фазового состава. Возможно нанесение покрытий практически любой толщины из металлов и их сплавов, оксидов, карбидов, нитридов и пластмасс и на различные материалы (в том числе на неметаллы). Напыление не снижает усталостную прочность деталей.
Недостатки процесса: сложность подготовки поверхности к нанесению покрытия; невысокая адгезионная и когезионная прочность покрытий по сравнению с прочностью монолитного материала, повышенное выгорание легирующих элементов и потери материала; выделение аэрозолей напыляемого материала и вредных газов, повышенный уровень шума, наличие электромагнитных и ультрафиолетовых излучений.
2.8.2. Технологический процесс напыления
Предварительная механическая обработка (точение, растачивание, подрезка или обдирочное шлифование) придает восстанавливаемым поверхностям правильную геометрическую форму. Это обеспечивает равномерную толщину будущих покрытий. Газотермические покрытия работоспособны при минимальной их толщине около 0,3 мм.
Подготовка материала заключается в его очистке от консервационных составов и продуктов коррозии. В результате подготовки восстанавливаемая поверхность получается шероховатой, без загрязнений и оксидных пленок и с запасом поверхностной энергии.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.