ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Напыление износостойких покрытий из порошковых материалов из "Трение износ и смазка Трибология и триботехника " Если в высокотемпературную скоростную струю подать частицы порошка или капли расплавленного напыляемого материала, то при столкновении с поверхностью детали они значительно деформируются и закрепляются на ней. На этом принципе основана современная порошковая технология нанесения износостойких покрытий [19, 23]. [c.361] В зависимости от используемого источника тепловой энергии различают две основные технологические разновидности процесса напыления газоплазменное и электрическое. При газоплазменном напылении используется теплота, выделяющаяся при сгорании смеси горячего газа и кислорода, а при электрическом - теплота электрической дуги. [c.361] Газоплазменное напыление за восемь десятилетий своей истории значительно усовершенствовалось, оборудование существенно упростилось, стало более надежным. В настоящее время освоены следующие области его применения нанесение покрытий из керамических тугоплавких материалов, напыление и последующее оплавление самофлюсующихся сплавов на основе никеля, кобальта и некоторых других металлов. Газоплазменное напыление с использованием энергии взрыва ацетиле-но-кислородной смеси - детонационное напыление, с помощью которого достаточно просто можно наносить покрытия из тугоплавких материалов. [c.361] Наиболее распространенный вид электрического напыления - электродуговая металлизация (рис. 9.7). Однако в последнее время все большую популярность приобретают плазменные распылители (рис. 9.8), а также установки для высокочастотного индукционного напыления (рис. 9.9), которые обладают более широкими технологическими возможностями, позволяющими наносить покрытия практически из любого материала [21 - 23,27]. [c.361] Хотя металлические сплавы являются основным конструкционным материалом, помимо них широко используются (а в ряде случав практически незаменимы) дерево, керамика. [c.361] Точно так же, как и наплавкой, напылением восстанавливают изнощенные участки деталей, утратившие в процессе эксплуатации первоначальные размеры и форму. Причем покрьп ия разнообразных составов и свойств могут иметь толщину от долей до нескольких миллиметров. [c.362] Несомненное достоинство напыления -простота и низкая стоимость технологического оборудования (за исключением детонационного напыления) изменение состава покрытий не требует изменения конструкции основных узлов оборудования. Технологическая простота и сравнительно невысокая трудоемкость способствуют механизации и автоматизации технологического процесса [11]. [c.363] Наряду с очевидными достоинствами метода имеются и недостатки. Если речь идет о создании покрытий на мелких деталях, то предпочтение следует отдавать иным технологическим процессам (диффузионному насыщению, электролитическому осаждению и т.п.) чем меньще размер детали, тем больше потери напыляемого материала, т.е. ниже коэффициент его использования. Условия работы операторов на участках напыления довольно сложные повышенный уровень шума, зафязнен-ность при предварительной обработке поверхности детали, образование облака дыма и аэрозолей. Все это заставляет организовывать акустическую защиту и устанавливать мощные вытяжные устройства. [c.363] Предварительная подготовка поверхности детали под напыление. В связи с тем, что в большинстве случаев соединение напыленного покрытия с основой происходит в результате механического сцепления, чрезвычайно важное значение имеет шероховатость поверхности основы. Наряду с чисто механическим объединением напыленного покрытия с основой возможны соединения других видов, в частности химические [19, 23]. [c.363] Повысить прочность механического сцепления можно, увеличив площадь поверхности основы, а также использовав ряд методов повышения ее активности. Поэтому непосредственно перед напылением поверхность подвергают пескоструйной или дробеструйной обработке, а также тщательно обезжиривают и сушат. В отдельных случаях с помощью токарной обработки создаются искусственные микронеровности типа рваной резьбы и т.д. Известны также электроискровые и химические методы подготовки поверхности. Все эти операции увеличивают максимальную площадь поверхности напыления и удаляют оксидные включения и жировые загрязнения. [c.363] При детонационном напылении важная роль отводится камере водоохлаждаемого ствола это своего рода пулемет, стреляющий порциями разогретого порошка. В камеру подается смесь кислорода и ацетилена в строго определенной пропорции и направляется на поверхность обрабатываемой детали. Через специальное отверстие в стволе струей азота в камеру подается дозированное количество напыляемого порошка. Газовая смесь поджигается от электрической искры, взрывается, выделяя теплоту. Ударная волна разогревает частицы и разгоняет их до нужной скорости (при детонационном напылении свыше 800 м/с). Когда они попадают на поверхность, температура напыляемого порошка достигает 4000 °С. Процесс повторяется с периодичностью три-четыре выстрела в 1 с. [c.363] В отличие от рассмотренного выше напыления, при котором рабочая температура не превышает 2830 °С, детонационное напыление предназначено в основном для получения твердых износостойких покрытий на базе высокотемпературных соединений карбидов, содержащих небольшие количества металлических связующих, различных оксидов и их смесей. [c.363] Один цикл напыления позволяет наносить покрытия толщиной не более 5...6 мкм, поэтому установка работает до тех пор, пока толщина покрытия не достигнет 0,25...0,3 мм. [c.363] Отличительная черта детонационного напыления - высокая плотность покрытия и большая прочность сцепления его с основой. Однако широкому распространению этого метода мешают значительные уровни шума, достигающие 140 дБ (установку следует располагать в специальных блок-боксах), а также сравнительно высокая стоимость оборудования. [c.363] По сравнению с газовым напылением электрометаллизация позволяет получать более плотные и прочные покрытия, хорошо сцепленные с основным материалом детали. Кроме того, производительность электрометаллизации в несколько раз выше, чем при газовом напылении. Однако возможность достичь высокой температурь[ в процессе напыления не всегда благо. Отклонение технологического режима от рекоме1 дуемых значений резко ухудшает качество напыленного покрытия. В частности, при малых скоростях подачи проволоки появляется опасность перегрева и окисления напыляемого материала, выгорания ценных легирующих элементов из сплава. [c.364] При плазменном напылении между вольфрамовым катодом и медным водоохлаждаемым анодом (соплом) возбуждается электрическая дуга, нагревающая рабочий газ, в результате чего он истекает из сопла в виде плазменной струи. Низкотемпературная плазма образуется в плазменных горелках и представляет собой поток высокотемпературного ионизированного газа (температура достигает 1000 °С и более). Порошковый материал, подаваемый в плазменную струю потоком транспортирующего газа (аргона или азота), с большой энергией ударяется о поверхность обрабатываемой детали. [c.364] Благодаря высоким температурам при плазменном напылении можно наносить тугоплавкие материалы. Кроме того, регулирование температуры и скорости плазменной струи позволяет расширить класс наносимых материалов. [c.364] Современные плазмотроны способны напылять различные металлические сплавы, керамику, органические материалы. Такие покрытия отличаются высокой плотностью и хорошим сцеплением с основой. [c.364] К недостаткам плазменного напыления следует отнести сравнительно невысокую производительность, повышенные уровни шума и ультразвукового излучения. [c.364] Вернуться к основной статье