Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

возм ож ность получения

покры тий

из больш инства

м ате­

риалов, плавящ и хся

при

тем пературе до 2800 °С

без

р а зл о ­

жения;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

относительно

м алое

тепловое воздействие

на

подлож ку

(в пределах

50— 150

°С ),

что

позволяет

наносить

покры тия

на

поверхность

ш ирокого круга

м атериалов, вклю чая

пластм ассы ,

дерево, картон и т. п.;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— толщ ина

покры тия

м ож ет

быть

обеспечена в п ределах

от 50

мкм до 10 мм и более;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возм ож ность регулирования

газового реж и м а

работы

го­

релки

позволяет уп р авл ять химическим

составом

среды

(вос­

становительная, ней тральн ая, окислительная)

и энергетическим и

характеристиками струи и напы ляем ы х частиц;

 

 

 

 

 

вы сокая

производительность

процесса

(до

10

к г /ч ),

н а­

пример, 8— 10

к г /ч

д л я порош ков

сам оф лю сую щ ихся

сплавов

типа П Г -С Р 4 при расходе

ацетилена 0,9 м 3/ч и высокий

коэф ­

фициент использования м атер и ал а

(0,60— 0,95);

 

 

 

 

 

возм ож ность нанесения покрытий на изделия практически

без ограничения их разм еров

при наличии необходим ы х средств

механизации и обеспечении прави л техники безопасности;

 

 

относительно низкий уровень ш ум а и излучений;

 

 

 

возм ож ность во многих случаях нанесения покры тий

при

любом пространственном полож ении ап п арата;

 

 

 

 

 

легкость

и простота об служ ивания оборудования;

 

 

— гибкость технологии и м обильность оборудования, что

позволяет производить напы ление

на месте,

без д ем о н таж а

из­

делий;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возм ож ность автом ати зац и и

процесса и встройки в авто ­

матическую линию с небольш ими затр атам и и др.

 

 

 

 

 

Основными

недостаткам и

газоплам енного

м етода

напы ления

покрытий являю тся:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

недостаточная

в некоторы х

случаях прочность

сцепления

покрытий с

основой

(5— 45 М П а)

при

испытании на

н орм аль­

ный отрыв;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наличие пористости (обы чно в

пределах

5— 25 % ),

ко­

торая

препятствует применению покры тий в

коррозионны х

сре­

дах без дополнительной обработки;

 

 

 

 

 

 

 

невысокий коэф ф ициент использования энергии

газо п л а ­

менной струи на нагрев порош ка

(2— 12 % );

 

 

 

 

 

 

невозм ож ность нанесения

покры тий из тугоплавких

м ате ­

риалов с тем пературой плавлен и я более 2800

°С.

 

 

 

 

 

24.4.2. П лазм енно-дуговой метод

П рим еняется д л я напы ления покры тий из порош ков м еталлов, оксидов, карбидов, нитридов, боридов и других тугоплавких

соединений,

из композиционны х

порош ков и м еханических

сме­

сей различны х порош ков, проволок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

достоинствам

плазм енно-дугового способа

 

напы ления

по­

кры тий относятся:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возм ож ность

получения покры тий

из

больш инства

м ате­

риалов, плавящ и хся

без разл ож ен и я;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

относительно

м алое

тепловое,

воздействие

на

подлож ку

(обычно нагрев последней

в

п ред елах 50— 150

°С ),

что

позво­

л яет

наносить покры тия на

поверхность

ш ирокого круга м ате­

риалов, вклю чая

пластм ассы , дерево, картон

и

т. п.;

 

 

 

толщ ина покры тия м ож ет м еняться

в пределах от

15 мкм

до 6 мм и более со

средней

разнотолщ инностью

± 1 0 % ;

 

возм ож ность

использования

д л я о б разован и я

струи дуго ­

вой

плазм ы

газов

различного рода: инертны х

(аргон а,

гел и я),

восстановительны х

 

(водорода)

 

и

окислительны х

 

(воздуха,

а зо т а ), а та к ж е ам м и ака, природного газа, водяного

п ара

и др у ­

гих

газообразн ы х

вещ еств, что

в

сочетании

с

применением

к а ­

мер

с защ итной средой

(вакуум ом )

или защ итны х н асад о к

поз­

воляет регулировать свойства среды , в которой

нагреваю тся и

движ утся частицы напы ляем ого м атери ал а;

 

 

 

 

 

 

 

 

возм ож ность

гибкого регулирования электрического и га ­

зового реж им ов работы

плазм енной

горелки, в том числе в те­

чение

сам ого процесса

напы ления, позволяет

у п равл ять

энерге­

тическими характери сти кам и

напы ляем ы х частиц;

 

 

 

 

достаточно

вы сокая

производительность

процесса,

состав­

л яю щ ая 3— 11 к г /ч

д л я

горелок

с

электрической

мощ ностью

25— 40 кВ т

и 11— 25

к г/ч

д л я горелок мощ ностью 80— 120 кВт;

возм ож ность

нанесения,

покры тия

на

откры ты е

поверх­

ности

практически

без

ограничения

их

разм еров при

условии

наличия необходимы х средств

м еханизации

и

обеспечения

тех ­

ники безопасности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н едостаткам и

плазм енно-дугового способа напы ления

покры ­

тий

являю тся:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

недостаточны й

в

некоторы х

случаях

 

уровень

значений

прочности

сцепления

покры тий

с

подлож кой

 

(обы чно

15—

50 М П а при испы таниях на норм альны й отры в);

 

 

 

 

 

 

— наличие пористости (обы чно

в пределах

 

2— 1 5 % ),

кото­

р ая

 

препятствует

применению

многих

плазм енны х

покрытий

в коррозионны х

средах без

дополнительной

обработки;

 

 

 

невысокий

коэф ф ициент

полезного

использования

энер­

гии

плазм енной струи

при

нагреве

порош ка

(2— 8 % ) .

 

 

24.4.3. Детонационный метод

П рименяется д л я напы ления покры тий из порош ков м еталлов, их сплавов, оксидов, тугоплавких соединений, различны х ком по­

зиций

и т. п.,

которы е

не долж н ы

р азл агаться

и

возгоняться

в продуктах детонации и иметь достаточную разницу

м еж ду

тем пературам и плавления и кипения

(не

менее

200

°С ).

 

О сновные достоинства

метода:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возм ож ность

получения

покры тий

из больш инства

порош ­

ков,

 

п лавящ ихся

при

 

тем пературе

до

 

2800

°С

без

р а з ­

лож ения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возм ож ность

нанесения

покры тий

на

различны е

м атер и ­

алы

(м еталлы — с

твердостью

поверхности

до 60

H R C ,

к е р а ­

мику, стекло, п ластм ассу

и д р .);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отсутствие

деф орм ации

напы ляем ой

поверхности;

 

возм ож ность

получения

покры тий

с

пористостью

0,5—

1,5

%

и высокой

прочностью сцепления

покры тий с основой (ни­

к ел ь — 100 М П а,

 

П Н 7 0 Ю 3 0 — 100

М П а,

оксид

алю м иния —

30 М П а);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— возм ож ность

у п равл ять

химическим

составом

продуктов

детонации (восстановительны й, нейтральны й,

окислительны й) и

энергетическими

характери сти кам и

процесса

за

счет

регулиро­

вания газового

реж им а;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возм ож ность

нанесения

покры тий

на

изделия

практи че­

ски

без ограничения

их

разм еров при

наличии средств

м ехани ­

зации и обеспечении правил техники' безопасности.

 

 

 

Основные недостатки м етода:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

высокий

уровень

ш ум а

в помещ ении,

где

производится

детонационное

напы ление

покры тий, достигаю щ ий

140

д Б ;

наличие продуктов сгорания смеси горючий

газ — кисло­

род

с

образованием

вредны х

компонентов

(СО ,

углеводороды ,

оксиды а зо т а );

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наличие

концентрации взвеш енны х

в воздухе

частиц н а ­

пыляемого порош ка

разм ером

5— 150

мкм

> 1 5 0

м г /м 3.

 

В связи с перечисленны м и особенностями все детонационное

оборудование

необходимо

разм ещ ать

в

специальны х

пом ещ е­

ниях производственного участка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24.4.4. Э лекТ родуговая металлизация

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Применяете** д л я нанесения покрытий из

проволок

м еталлов и

сплавов.

 

м етода:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д остоинства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

низкие эн ергозатраты на получение

покры тия;

 

 

 

вы сокая

производительность

процесса

(до

100

к г /ч

и бо­

лее по цинку)

при достаточно

эф ф ективном

использовании

р ас ­

пыляемого М атериала

(0,65— 0,8);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значительны е

толщ ины напы ляем ого покры тия (до

10—

15 м м );

 

 

относительно

м алое тепловое воздействие на основу

(на­

грев в пределах 80— 200 °С );

 

возм ож ность нанесения покры тий на изделия практически

без ограничения разм еров;

 

легкость и простота обслуж и ван и я оборудования, его вы­

сокая

надеж ность;

 

 

возм ож ность

автом атизации процесса с созданием

авто­

матических линий.

Основные недостатки м етода:

ограниченны й круг м атери алов д л я напы ления из-за тре­ бований электропроводности и поставки в виде проволоки;

наличие значительного количества оксидов в покры тии,

что сн и ж ает его ударную прочность;

— не во всех случаях д остаточн ая прочность сцепления по­

кры тий с основой

(15— 45 М П а );

 

 

 

 

 

 

 

наличие

пористости препятствует

применению

покрытий

в коррозионны х

средах без

дополнительной

обработки .

 

24.4.5. Электронно-лучевой метод

 

 

 

 

 

 

 

Д остоинством

электронно-лучевого

м етода

явл яется

эф ф ектив­

ное использование энергии на испарение,

вы сокая

чистота и

плотность

осаж даем ого м атер и ал а,

возм ож ность

гибкого

уп рав­

ления составом

покры тия с

получением

микрослойны х

струк­

тур [6].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

н едостаткам относится

относительно

вы сокая стоимость и

слож ность

оборудования, ограничение

разм еров

покры ваем ы х

изделий объем ом

рабочей кам еры .

 

 

 

 

 

 

 

24.4.6. Методы ионно-плазменного

нанесения покрытий

 

П роцессы

ионно-плазм енного

нанесения

 

(катодное,

м агнетрон ­

ное,

вы сокочастотное

распы ление

и др.)

позволяю т

ф орм иро­

вать

покры тия

из м еталлов

и сплавов, различны х соединений и

композиций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д остоинства м етода:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

более вы сокая

прочность сцепления

и плотность получен­

ных

покрытий

из-за

более

вы сокой энергии распы ленны х ча­

стиц;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф орм ирование

покры тий

без

изм енения

стехиом етриче­

ского состава;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возм ож ность получения

покры тий

из

особотугоплавких и

неплавящ ихся м атериалов;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возм ож ность управления составом

и

свойствам и

покры ­

тия в процессе нанесения;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45в

— возм ож ность

очистки

поверхности

основы и

растущ его

покрытия.

 

 

 

 

 

О сновные недостатки м етода:

 

 

 

— скорости напы ления,

к ак правило,

ниж е, чем

при

других

вакуумных м етодах,

за исклю чением магнетронного,

где

скоро ­

сти осаж ден и я покры тия достигаю т 25— 45 н м /с [7];

количество загрязн ен и й в м атери ал е покры тий несколько

выше;

объем кам еры ограничивает разм ер изделия.

24.5.Технология нанесения газотермических и вакуумных покрытий

24.5.1. Подготовка деталей к газотермическому напылению

При подготовке д етал и

к операции напы ления долж н ы быть со­

блюдены

требования

к

конф игурации напы ляем ой поверхности.

В случае

необходимости проводится п редвари тельн ая

м еханиче­

ская об работка д етал и [2].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

удален и я

ж ировы х

загрязн ен и й проводится операция

обезж иривания. С оставы

обрабаты ваю щ и х

растворов

и

реж им

обработки вы бираю тся

в

соответствии с

ГО СТ

9.402— 80.

24.5.2. Подготовка

деталей

к

вакуум ном у напылению

 

Технология напы ления

покры тий вакуум ны м и

м етодам и, в част­

ности электронно-лучевы м ,

вклю чает в себя

следую щ ие

основ­

ные этапы :

подготовка

д етал и

к нанесению

покры тий,

собст­

венно

нанесение покры тия

и

операции

финиш ной

обработки

[7,

8].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П еред

вакуум ны м нанесением покры тия

д етал ь контролиру­

ется на соответствие

ГО С Т

9.301— 78. У даление

поверхностны х

дефектов

(раковин,

наплы вов,

оксидны х

пленок)

проводят м е­

тодами

виброш лиф ования

или

виброполировки,

причем ш ерохо­

ватость поверхности

после такой

подготовки

не превы ш ает R a =

= 1,3. О безж иривание проводится по ГО СТ

10597— 80.

 

24.5.3. Подготовка материалов для нанесения

 

 

 

 

 

газотермических покрытий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процесс

подготовки

м атери алов

д л я нанесения

покры тий

вклю ­

чает в себя следую щ ие основны е операции:

 

 

 

 

 

 

 

для

порош ка — суш ку

и

при

необходимости

 

рассев;

 

 

для проволоки — очистку от загрязнений и оксидны х пленок.

24.5.4. Подготовка

поверхности

деталей

 

 

 

 

 

 

 

Детали должны поступать сухими и чистыми и иметь температуру

не ниже

+ 10°С

для

предотвращения

образования на поверхности

конденсата. Для

активации

и

придания

напыляемой

поверхности

необходимой

шероховато-

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/74097