Установки плазменного нанесения покрытий - Электротехнологические плазменные установки

Нанесение коррозионно-стойких, жаропрочных и других защитных покрытий осуществляется методами напыления и наплавки.

При напылении плазмой частицы наносимого материала расплавляются и разгоняются до высоких скоростей, а деталь, на которую наносится покрытие - подложка, разогревается до высоких температур. При доведении подложки до состояния плавления процесс напыления переходит в наплавку. Наносимый на подложку материал может представлять собой электропроводную проволоку или стержни, а также неэлектропроводный в холодном состоянии порошок.

схемы распыления нейтральной (а) и токоведущей (б) проволоки дуговой плазмой

Рис. 9. Схемы распыления нейтральной (а) и токоведущей (б) проволоки дуговой плазмой

При использовании проволоки или прутков процесс образования двухфазного напыляющего потока (плазма+наносимый материал в жидком состоянии) проходит по схемам, показанным на рис. 9.

На пути к подложке мелкие капли расплавленного материала несколько остывают, но предварительный перегрев позволяет донести их до подложки в жидком состоянии.

Напыление неэлектропроводных материалов производится путем ввода порошков в разрядный канал плазмотрона двумя способами: в дугу и в участок плазменной струи за дугой (рис. 10).

схема ввода напыляемого порошка в - столб плазменной дуги (а) и плазменную струю (б)

Рис. 10. Схема ввода напыляемого порошка в - столб плазменной дуги (а) и плазменную струю (б)

Различие в способах введения порошка определяется его теплофизическими свойствами. Тугоплавкие порошки вводятся в зону дуги, легко расплавляемые - в струю плазмы. При этом обеспечиваются разное время пребывания в зоне высоких температур и разный уровень теплового воздействия на частицу.

При плазменной наплавке изделие и наносимый материал включаются в цепь тока через токоограничивающие сопротивления (рис. 11). Скорость подачи материала и перемещения горелки по обрабатываемой поверхности согласуется с тепловой мощностью плазменной струи и контролируется технологом.

Совмещенные схемы плазменного напыления и наплавки позволяют получить прочно сплавленный с подложкой слой наплавленного материала. Размеры его можно регулировать в широких пределах (по ширине - от 8 до 45 мм, по глубине - от 0,5 до 6 мм), изменяя количество подаваемого присадочного материала и амплитуду движения плазмотрона перпендикулярно направлению его основного движения.

схема наплавки с присадочной проволокой

Рис. 11. Схема наплавки с присадочной проволокой: а - изделие под током: б - изделие обесточено; 1 - горелка; 2 - ввод плазмообразующего газа; 3 - канал для ввода защитного газа; 4 - ограничительное сопротивление; 5 - источник питания; 6 - балластное сопротивление; 7 - присадочная проволока

Компонентами установок плазменного нанесения покрытий являются дозаторы наносимого материала, источники электрического питания, система газоснабжения и охлаждения плазмотрона.

Кроме описанных имеется большое количество других плазменных процессов, в результате которых происходит модификация материала (сфероидизация частиц, травление и испарение поверхности). Описание этих процессов можно найти в специальной литературе.

Похожие статьи




Установки плазменного нанесения покрытий - Электротехнологические плазменные установки

Предыдущая | Следующая