Метод газопламенного напыления покрытий
Стр 1 из 10Следующая ⇒ СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИЯ №1 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАЩИТНЫХ И УПРОЧНЯЮЩИХ ПОКРЫТИЙ 2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОКРЫТИЙ 3. ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ ПОКРЫТИЙ 4. НАУЧНЫЕ ЦЕНТРЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ И ОТРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИЙ 5. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ЛЕКЦИЯ №2 1. ГАЗОПЛАМЕННОЕ НАПЫЛЕНИЕ 2. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ГАЗОПЛАМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ 3. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ НАПЫЛЕННОГО СЛОЯ 4. ДУГОВАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ ЛЕКЦИЯ №3 1. ПЛАЗМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ 2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЫЛЕНИЯ И НАПЛАВКИ 3. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА НАПЛАВКИ 4. ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕКЦИЯ №4 1. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ И ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ 2. ОБЛАСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 3. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ 4. ПРИМЕР НАПЫЛЕНИЯ А12О3 5. ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ МЕДИ 6. ПОКРЫТИЯ СИСТЕМЫ Ni-Сг-В-Si ЛЕКЦИЯ №5 1. ГАЗОДЕТОНАЦИОННОЕ НАПЫЛЕНИЕ 2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА 3. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ 4. СТРУКТУРА 5. ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ СПОСОБА 6. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЛЕКЦИЯ №6
1. ХОЛОДНОЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ НАПЫЛЕНИЕ 2. МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕКЦИЯ №7 1. ПРЕИМУЩЕСТВА МЕТОДОВ НАПЫЛЕНИЯ 2. ПРОБЛЕМЫ МЕТОДА НАПЫЛЕНИЯ 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ
ЛЕКЦИЯ №8 1. ВАКУУМНОЕ НАПЫЛЕНИЕ ПОКРЫТИЙ 2. КАТОДНОЕ РАСПЫЛЕНИЕ 3. ИОННОЕ ПЛАКИРОВАНИЕ 4. УСТАНОВКА «БУЛАТ» 5. ПРЕИМУЩЕСТВА ЭЛЕКТРОДУГОВОГО ИСПАРЕНИЯ 6. ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВЫЕ МЕТОДЫ ВАКУУМНОГО ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ЛЕКЦИЯ №9 1. ЛАЗЕРНЫЕ МЕТОДЫ УПРОЧНЕНИЯ МАТЕРИАЛА. ОБОРУДОВАНИЕ 2. ЛАЗЕРНОЕ УПРОЧНЕНИЕ 3. ОБРАБОТКА БЕЗ ЛЕГИРОВАНИЯ 4. ЛАЗЕРНАЯ ОБРАБОТКА С ЛЕГИРОВАНИЕМ 5. ЛАЗЕРНОЕ УПРОЧНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ 6. ЛАЗЕРНОЕ УПРОЧНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТА 7. ЛАЗЕРНОЕ ОПЛАВЛЕНИЕ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ 8. ЛАЗЕРНАЯ НАПЛАВКА ЛЕКЦИЯ №10 1. ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВЫЕ МЕТОДЫ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ 2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ТЕХНОЛОГИЙ 3. НАПЛАВКА РЕЛЯТИВИСТСКИМИ ЭЛЕКТРОННЫМИ ПУЧКАМИ 4. НАПЛАВКА НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ЭЛЕКТРОННЫМИ ПУЧКАМИ 5. ПЛАКИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ
ЛЕКЦИЯ №11 1. ВИБРОДУГОВА НАПЛАВКА 2. ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ НАПЛАВКА
Создание покрытий на деталях машин и инструменте является логическим путем развития современного машиностроения развитых стран, поскольку запасы увеличения прочности материалов практически исчерпаны.
Основные функции покрытий: 1. Защита от коррозии; 2. Защита от абразивного изнашивания (сухого или масляного, о жестко- и не жестко– закрепленные абразивные частицы); 3. Защита от эрозионного изнашивания (разновидность абразивного изнашивания, когда твердый абразив или капли жидкости и высокой скоростью ударяются о поверхность; 4. Защита от адгезионного изнашивания; 5. Защита от вибрационного изнашивания; 6. Защита от высокотемпературного изнашивания. Однако чаще всего рассматривается назначение покрытий по следующим свойствам: - антифрикционная способность; - стойкость против окисления; - коррозионная стойкость; - износостойкость; - прочность сцепления; - твердость покрытия; - максимальная температура эксплуатации ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОКРЫТИЙ 1. Сочетание различных физико-механических свойств при эксплуатации деталей с покрытиями (износостойкости и трещиностойкости, коррозионной стойкости и жаропрочности и т.д.); 2. Резкое снижение потребности в запасных частях; 3. Получение специальных свойств поверхности; 4. Экономия дорогостоящих легирующих материалов; 5. Увеличение конструктивной прочности как основы создания композиционных материалов; ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ ПОКРЫТИЙ 1. Термические способы (нагрев без оплавления или с оплавлением);
2. «Холодные»: 2.1. Дробеструйной обработкой; 2.2. Холодной прокаткой; 2.3. Ультразвуковым воздействием;
3.Термодиффузионные: 3.1. Цементирование, азотирование и другие виды химико-термической обработки; 3.2. Ионное азотирование, карбонитрирование и т.п.
4. Газо-термические: (газопламенное напыление, металлизация поверхности); 5. Детонационно-газовые методы; 6. Плазменные (струйно-плазменные и дуговые); 7. Ионно-плазменное напыление; 8. Высокочастотные методы (закалка, наплавка); 9. Лазерные методы (закалка, напыление, наплавка);
10. Электронно-лучевые методы: 10.1. Обработка в вакууме или в не вакуума 10.2. Обработка низко или высокоэнергетическими пучками. НАУЧНЫЕ ЦЕНТРЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ И ОБРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИЙ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЯХ
1. Институт электросварки им Е.О.Патона, Академия наук Украины (газопламенные технологии, плазменные, светолучевые, лазерные, электроннолучевые, газодетонационные) 2. Московский Государственный Технический Университет им. Баумана (лазерные, плазменные, светолучевые технологии); 3. Московский Энергетический Институт (электроннолучевые технологии); 4. Ленинградский Электротехнический Институт (закалка, упрочнение, сварка 5. Ленинградский Политехнический Институт (электроннолучевые, лазерные 6. Уральский Политехнический Институт (лазерные технологии) 7. Алтайский Государственный Технический Университет им. И.И. Ползунова 8. Томский Институт сильноточной электроники (разработка и изготовление 9. Новосибирский Институт Теоретической и прикладной механики (плазменные процессы, разработка плазмотронов нового поколения) 10. Дальневосточный Научный Центр (плазменные процессы, токи высокой частоты). ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ Принципиально различают неметаллические (окислы и полимеры) и металлические покрытия (сплавы и чистые металлы). Среди неметаллических материалов наиболее распространены А12О3; Сг2О3; ТiO2, карбиды: TiС, ТaС, СгЗС2, WC. Такие материалы - хорошие теплоизоляторы, а также обеспечивают окалиностойкость, жаростойкость поверхности и химическую стойкость. Среди металлических распространены Сплавы Металлы
1. Ni-Аl и Ni-Сг, как грунт для связки; 2. стали;
3. бронзы; 4. никелевые сплавы; 5. кобальтовые сплавы; 6. твердые сплавы с никелем; 7. твердые сплавы с кобальтом. Для создания покрытий, не претерпевающих изгибающей нагрузки, серьезного механического истирания чаще всего используются окислы легких металлов алюминия, титана. Для аналогичных условий, но как противодействие технологическому истиранию используют карбиды, бориды, карбобориды тугоплавких металлов (WС, Nb2С, ТаС, Ni2С). Они обладают, как правило, очень высокой твердостью и сами являются абразивом. Для комплексных условий работы деталей (знакопеременной нагрузки, механическое истирание, окисление и износ при повышенных температурах) разработаны самофлюсующиеся порошковые сплавы на основе никеля ПР-Н70Ч17С4Р4 - порошок для напыления, где 70% Ni; 17%Сг; 4% Si; и 4% бора. Интерметаллиды (CoАl, Ni3А1, NiА).
МЕТОД ГАЗОПЛАМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ Сущность процесса заключается в переносе защитного материала (проволока или порошки на защищаемую поверхность в струе газового пламени с помощью транспортирующего газа) Рис.2.1.- Схема порошкового газопламенного нанесения покрытия Таблица 2.1 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СТОИМОСТЬ ПОРОШКОВ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ
МАРКА | МАССОВАЯ ДОЛЯ, % | НRC (НВ) | Цена (1990г.), руб./т | |||||||||||||||||||||||
Сг | В | Si | Fе | С | Ni | Си | др. | |||||||||||||||||||
ПЖ-РВ2 | — | осн. | — | — | <1 Аl, Si, Мg | |||||||||||||||||||||
ПГ-С27 | 25-28 | — | 1- 2 | осн. | 3,3-4,5 | 1,5-2 | — | Мо 0,08-0,15 | 54,2 | 630 | ||||||||||||||||
ПС-14-80 | 49 | 0,04-0,2 | до 2,6 | осн. | 5,2-7,1 | 0,3-1 | 0,2-0,6 | Мп0,3 | — | 400 | ||||||||||||||||
ПР-Н70 Х17С4Р4 | 15-17 | 2,3-3 | 2,7 3,7 | до 5 | 0,6-0,9 | осн | — | — | 40-45 | 7200 | ||||||||||||||||
ПГ-СРЗ | 13,5 16,5 | 2,0-2,8 | 2,5 3^5 | 5,0 | 0,4-0,7 | осн | — | 44-48 | 8390 | |||||||||||||||||
ПГ-СР4 | 15-18 | 2,8-3,8 | 3,0 4,5 | 5,0 | 0,6-1.0 | осн | — | — | 52-58 | 7470 | ||||||||||||||||
ПГ-ЮН-01 | 17,0 | 3,5 | 4,3 | 5,0 | 0,8 | осн | — | — | — | 8650 |
ПГ-19М-01 | — | — | _ | 4,0 | — | — | осн. | Аl9,5 | 65-72 НВ | 3730 |
Окись алюминия | — | — | — | — | — | — | Аl осн. | — | 350 |
Рис. 2.2.- Газопламенное напыление проволокой
При напылении порошком последний поступает в горелку сверху из бункера через отверстие, разгоняется потоком транспортирующего газа (смесь кислорода с горючим газом) и на выходе из сопла попадает в пламя, где происходит его нагрев. Увлекаемые струей горячего газа частицы порошка попадают на напыляемую поверхность. В порошковых горелках, как и в проволочных, подача напыляемого материала в пламя и разгон образующихся расплавленных частиц могут осуществляться струёй сжатого воздуха.
При движении напыляемых частиц в факеле они непрерывно нагреваются. Но так как, при напылении проволокой с использованием струи сжатого воздуха из-за поступления большого количества в пламя последнее в большей своей части имеет окислительные свойства.
При газопламенном способе напыление осуществляется в основном теми материалами, температура плавления которых ниже температуры пламени. После напыления иногда проводят оплавление покрытия, которому, в частности, подвергают покрытия, напылённые самофлюсующимися сплавами на никелевой и кобальтовой основе с добавлением в них бора и кремния. Оплавление обеспечивает получение плотного покрытия, практически без пористости.
|
|
Недостатки: невысокая производительность, низкий КПД нагрева порошковых частиц, наличие в струе активных газов.
Технология газопламенного напыления довольно проста, а стоимость оборудования и затраты на эксплуатацию низкие. В связи с этим данный способ нашёл наиболее широкое применение в практике.
Производителями порошковых материалов являются: «комбинат тугоплавких сплавов», (г. Чирчик), НПО «Тулачермет», «Комбинат порошковых материалов», (г.Торез), Производителями установок - Барнаульский аппара-турно-механический завод, ИЭС им. Патона (УГПМ-3).
|
|