ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Технологические особенности газотермических методов нанесения покрыТехнологические особенности вакуумного конденсационного напыления из "Сварка Резка Контроль Справочник Том2 " Сущность процессов газотермического нанесения покрытий заключается в образовании направленного потока дисперсных частиц напыляемого материала, переносящего их на поверхность обрабатываемого изделия при оптимальных для формирования слоя покрытия значениях температуры и скорости. При использовании компактного состояния исходного напыляемого материала в виде порошка, проволоки, прутка, шнура или прокачиваемого расплава газотермическое диспергирование происходит непосредственно в процессе напыления. [c.224] Вакуумное конденсационное напыление (осаждение). Покрытие формируется из потока частиц, находящихся в атомарном, молекулярном или их ионизированном состоянии. Для получения потока пара (частиц) используют различные источники энергетического воздействия на материал. Различают формирование потока частиц посредством термического испарения материала, ионным распылением или взрывным испарением - распылением. Соответственно этому вакуумное конденсационное напыление разделяют на методы. При ионизации потока напыляемых частиц реализуется способ ионно-плазменного напыления, а при введении в поток реактивного газа - вакуумное конденсационное напыление. [c.224] Несмотря на существенные различия процессов газотермического и вакуумного конденсационного напыления покрытий, в их технологии просматриваются и общие элементы, например подготовка напыляемой поверхности получение равномерных по толщине покрытий последующая обработка запыленных изделий и др. Целесообразно также рассматривать с единых позиций технологию напыления покрытий из различных групп материалов. [c.225] Классификация способов газотермического напыления по применению источников энергии представлена на рис. 15.1. [c.225] При плазменном нанесении покрытий из порошков плавление исходного материала происходит в плазменной струе, температура которой (5...50) 10 К. Плазменную струю получают различными способами. В основном используют дуговой подогрев газа, реже - высокочастотный индукционный. В качестве плазмообразующих газов применяют аргон, азот, водород, аммиак, водяной пар, возд) , гелий и другие газы, а также их смеси. Частицы исходного порошка, попадая в плазменную струю, расплавляются и переносятся на поверхность обрабатываемого изделия. [c.225] Применяя плазму - высокоэнтальпийный и высокотемпературный источник нагрева, -можно наносить покрытия практически из всех тугоплавких материалов, которые в плазменной струе не сублимируют и не претерпевают интенсивного разложения. [c.225] Достаточно перспективны для напьшения сверхзвуковые плазменные струи. Высокие скорости напыляемых частиц ( 800... 1000 м/с) дают возможность формировать покрытия без их расплавления. [c.225] Современный уровень плазменного напыления в основном базируется на использовании дозвуковых и сверхзвуковых, турбулентных, осесимметричных, плазменных струй с широким диапазоном теплофизических свойств. На нагрев плазмообразующего газа расходуется около половины мощности, подводимой к распылителю. Обычно тепловой КПД распылителя составляет 0,4...0,7. Следует также отметить слабое использование плазменной струи как источника теплоты на нагрев порошковых частиц. Эффективный КПД их нагрева плазмой находится в пределах Т и = 0,01...0,15. При распылении проволоки Т1 = 0,2...0,3. [c.225] Для напыления применяют в основном плазменные струи, получаемые в дуговых плазмотронах, в которых источником нагрева газа является дуга, горящая между водоохлаждаемыми электродами. Различают порошковые и проволочные способы плазменного напьшения (рис. 15.2). Процесс плазменного напыления легко механизируется и автоматизируется. [c.225] По степени защиты процесса различают плазменное напыление без защиты, с местной защитой и общей. [c.225] Плазменное напыление без защиты ведется на воздухе без изоляции плазменной струи, потока напыляемых частиц и пятна напыления. При этом создаются благоприятные условия для попадания воздуха в зону протекания процесса, несмотря на применение инертных плазмообразующих газов. [c.225] При плазменном напылении с местной защитой применяют местные камеры или кольцевую газовую защиту с использованием дополнительных сопловых устройств. Достаточно надежен способ защиты при использовании насадок на сопловую часть распылителя. [c.226] Плазменное напьшение с общей защитой ведется в камере, атмосфера в которой формируется из плазмообразующего газа. Способ применяется для нанесения покрытий ответственного назначения. [c.226] Используют два способа с общей защитой при нормальном давлении газа в камере (небольшое избыточное давление) и при пониженном давлении (100...2000 Па). Последний называют плазменным напылением в динамическом вакууме. Истечение плазменной струи происходит в ваку5 мн)то камеру, из которой непрерьшно откачиваются рабочие газы. При этом скорость струи превышает скорость звука в 2-3 раза, скорость частиц напыляемого материала увеличивается до 800... 1000 м/с. В этом случае получаются более плотные, чем обычно, покрытия, характеризующиеся прочным сцеплением с основным материалом детали. [c.226] Плазменному напылению свойственно особенно большое число параметров. [c.226] Конструктивные параметры распылителя диаметр сопла обычно равный 3...8 мм длина канала сопла 4 = (2...6)с4 профилирование канала сопла заглубление электрода в сопле длина привязки самоустанавливающего-ся или фиксированного анодного пятна характер и место ввода распыляемого материала относительно среза сопла диаметр неплавяще-гося электрода угол заточки и диаметр притупления электрода. [c.226] Энергетические параметры, характеризующие режим работы плазменного распылителя, - энтальпия, температура и скорость плазменной струи. Они являются определяющими в нагреве распыляемого материала. С увеличением мощности дуги в дуговых плазмотронах интенсивно возрастают температура и энтальпия плазменной струи. Расход плазмообразующего газа оказывает большое влияние на эффективность процесса напыления. С увеличением расхода повышаются распыляющая способность плазменной струи, ее скорость и, соответственно, скорость напыляемых частиц. При возрастании расхода плазмообразующего газа свыше оптимальных значений существенно падают плотность покрытий и коэффициент использования порошка. При плазменном напылении объемный расход плазмообразующего газа 2,0...4,0 м ч, соответственно, массовый 0,5...2,0 г/с. [c.226] Особенно сильно на теплофизические характеристики плазменной струи и условия теплообмена при порошковом напылении влияет род газа (рис. 15.3). Несмотря на высокую температуру, аргоновая струя слабо разогревает порошковые частицы. Более высокая степень прогрева напыляемых частиц достигается при использовании азота и особенно газов, содержащих водород. [c.226] Оптимальная дистанция плазменного напыления зависит от режима работы плазмотрона и изменяется в пределах 50... 300 мм. Малые дистанции напьшения, близкие к длине начального участка плазменной струи, не всегда обеспечивают прогрев порошковых частиц и придание им необходимой скорости. Вместе с тем, возрастает опасность недопустимого нагрева напыляемого изделия. Наибольшие значения дистанции напыления характерны для ведения процесса с использованием ламинарной плазмы или низкого давления в камере. Существенно возрастает дистанция напьшения с увеличением мощности дуги. [c.227] Большое влияние на температуру в пятне напыления оказывает скорость перемещения распьшителя. Обычно она находится в пределах 0,05... 1,0 м/с. [c.227] Вернуться к основной статье