Нанесение металлов напылением

Детонационное напыление

Напыление ударом пламенем является прерывистым периодическим процессом напыления. Так называемые детонационные пушки состоят выходной трубы, на конце которой находится камера сгорания. В неё вводится газопорошковая (ацетилен-кислород-порошок) смесь, поджигающаяся искрой. Образующаяся в трубе ударная волна ускоряет напыляемые частицы. Они нагреваются в фронте пламени, ускоряются до высоких скоростей в направлении подготовленной детали. После каждой детонации производится очистка камеры и трубы азотом. Очень высокое качество покрытий оправдывает во многих случаях высокие финансовые расходы.

Применение: плунжеры насосов в газовых компрессорах или насосах, рабочее колесо в паровых турбинах, газовый компрессор или расширительная турбина, накатные вальцы бумажных машин или каландровые вальцы.

Детонационное напыление

(1) Ацетилен (2) Кислород (3) Азот (4) Напыляемый порошок

(5) Устройство поджига (6) Выходная труба с водяным охлаждением (7) Деталь

Термическая энергия: макс 3160 °С; кинетическая энергия: до 600 м/сек; производительность 3-6 кг/час

Плазменное напыление

При плазменном напылении порошок внутри или снаружи плазменного пистолета плавится плазменной струёй и ускоряется в направлении покрываемой детали. Плазма генерируется электрической дугой, горящей в аргоне, гелии, азоте, водороде или их смеси. При этом происходит диссоциация и ионизация газов, они приобретают высокую скорость на выходе, и при рекомбинации отдают своё тепло напыляемым частицам.

Электрическая дуга горит между центральным катодом и водоохлаждаемым анодом. Этот способ используется при нормальной атмосфере, в защитном газе (например, аргоне), в вакууме и под водой. При соответствующем профилировании сопла возникает также сверхзвуковая плазма.

Применение: авиа- и космическая промышленность (например, лопатки турбин, плоскости входа) медицина (имплантанты), термобарьерное покрытие.

Плазменное напыление

(6) Инертный газ (2) Охлаждающая вода (3) Постоянный ток (4) Порошок (5) Катод (6) Анод (7) Деталь

Термическая энергия: до 20000 °С; кинетическая энергия: до 450 м/сек; производительность 4-8 кг/час

Лазерное напыление

При лазерном напылении порошок вводится в лазерный луч через соответствующее сопло. Лазерным лучом порошок и малая часть подложки (микроны) плавятся, металлургически соединяются. Для защиты сварочной ванны служит защитный газ. Примерами применения этой технологии могут быть локальное покрытие штампов, гибочный инструмент, гильотина.

Лазерное напыление

A. Лазерный луч

B. Защитный газ

C. Порошок

D. Деталь

Термическая энергия: 10000 °С; кинетическая энергия: до 1 м/сек; производительность 1-2 кг/час

Электродуговая металлизация

При электродуговой металлизации две проволоки одинаковые или разные по составу плавятся электрической дугой, горящей между ними, и распыляющим (диспергирующим) газом, например, воздухом ускоряется в направлении покрываемой детали. Электродуговая металлизация процесс напыления с высокой производительностью, но пригоден только для распыления электропроводящих материалов. Перспективным является использование термореагирующих порошковых проволок.

При использовании при распылении азота или аргона окисление материалов не происходит.

Применение чрезвычайно широкое, например, покрытие ёмкостей, коррозионная защита металлоконструкций, восстановление изношенных деталей машин и механизмов и т.д.

Электродуговая металлизация

(1) Распыляющий газ (2) Подача проволоки регулируемая (3) Сопло (4) Электропроводящая проволока (5) Деталь

Термическая энергия: до 4000 °С; кинетическая энергия: 150 м/сек; производительность 8-20 кг/час

Холодное напыление

При холодном напылении речь идёт о новом поколении сверхзвукового газопламенного напыления. Кинетическая энергия напыляемых частиц при этом увеличивается, а термическая энергия уменьшается. Тем самым можно создавать почти полностью безоксидные покрытия.

Этот новый способ известен под именем ССОМ (Со1с! Оаз йупатю Зргау Ме1Ьос1).

Порошок нагревается газовой струёй до 600° С соответствующим давлением ускоряется до скорости более 1000 м/сек и наносится непрерывным потоком на покрываемую поверхность. Поток частиц может фокусироваться от сечения размером 1,5 х 2,5 до 7 х 12 мм. Производительность напыления составляет от 3 до 15 кг в час.

Лабораторные исследования показывают, что этим способом производятся покрытия с экстремально высокой адгезией и чрезвычайно плотные. В отличии от других способов газотермического напыления, при которых порошок нагревается до температуры плавления, при холодном напылении порошок нагревается всего на несколько сот градусов. Поэтому окисления порошка и покрытия не происходит, содержание окислов в покрытии ничтожное. Материал покрытия не подвергается изменениям из-за теплового воздействия.

Применение: автомобилестроение, коррозионная защита, электроника.

Холодное напыление

(1) Транспортирующий газ (2)Технологический газ (З)Сопло Лаваля (4) Сверхзвуковой поток газа с напыляемыми частицами (5) Деталь

Термическая энергия: макс 500 °С; кинетическая энергия:550-1000 м/сек; производительность 6-8 кг/ час

Нанесение металлов напылением

Назначение покрытий:

~ улучшение коэффициента трения поверхности;

~ повышение твердости или пластичности поверхности;

~ защита от коррозии, эрозии, кавитации;

~ температуростойкость и окалиностойкость;

~ исправление деталей, сделанных с ошибками, и восстановление изношенных деталей до первоначального размера.

Преимущества:

~ может быть создан практически любой состав покрытия для толщины покрытия от сотых долей до нескольких миллиметров;

~ при нанесении покрытия основной материал нагревается обычно до температуры 100 - 150 0 С, при этом не наступает изменение структуры и коробления;

~ покрытие можно наносить на различные материалы вне зависимости от размеров деталей;

~ тонкозернистое микропористое высококачественное покрытие имеет идеальные предпосылки для слоистых технологий.

Вал гидропередачи в приспособлении для плазменного напыления

Сортировщик с износостойким молибденовым покрытием

500 - кратное увеличение молибденового покрытия