 |
2. Матеріали для нанесення покриття
|
|
|
|
2. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ НАНЕСЕННЯ ПОКРИТТЯ
Для нанесення покриття методами газотермічного напилення використовують матеріали у вигляді суцільного дроту, порошку, порошкового дроту, прутків та гнучкого шнура.
Дроти отримують волочінням з різних металів і давно використовують у техніці. Перший металізатор для напилення дротом було виготовлено у 1917 році. У 1921 році М. Шооп створив апарат моделі РG, де для напилення використовував порошок.
У 1955 році фірма " НОРТОН" (США) почала використовувати газополуменеве розпилення прутків з порошків оксидів з торговою маркою " РОКАЙД". У той же час були спроби виготовлення керамічних матеріалів для напилення у вигляді гнучких шнурів з органічною зв'язкою (суміші поліетилену, поліізобутілену та інші). В останній час запропоновано використання для напилення порошкових дротів з металевою оболонкою, всередині якої розташовується порошок.
2. 1. Дроти
Використання дроту забезпечує безперервне і рівномірне подавання матеріалу в зону плавлення, що дозволяє підтримувати стабільний процес його розпилення і якість покриття, що отримується. Для нанесення покриття можна використовувати практично всі типи дроту, які використовуються для зварювання та наплавлення, бандажний, пружинний та товарний дріт з чорних та кольорових металів і сплавів.
Основні типи цільнотягнутого дроту, який використовується для нанесення покриття електродуговим, газополуменевим і плазмовим методами напилення наведені у таблиці 2. 1.
Сталевий дріт був одним з перших матеріалів для напилення. Він використову-ється для нанесення зносостійкого та корозійностійкого покриття. Зносостійкість забезпечується при використанні дроту з вуглецевої, низько- та високолегованої сталі. Корозійна стійкість забезпечується за рахунок використання дроту з мартен-ситних та аустенітних сталей.
|
|
|
Мартенситну структуру отримують при швидкому охолодженні покриття системи Fе-С, що знаходиться в області аустенітного або аустенітно-ферітного стану. При цьому високовуглецеві сталі набувають значну корозійну стійкість.
Аустенітну структуру при звичайній температурі мають покриття типу Fе-Cr-Nі та Fе-Cr-Nі-Мn. Для таких сталей характерна підвищена корозійна стійкість та жаростійкість. Вибір відповідної марки сталі визначається параметрами робочого середовища.
Для зносо- та корозійностійкого покриття, що отримується напиленням, можна використовувати той самий дрот суцільного перерізу, що і для дугового наплавлення.
Таблиця 2. 1 Поширені типи цільнотягнутого дроту, що рекомендуються для
використання при нанесенні покриття
| Марка дроту | Тип металу, що напилюється | Твердість НВ покриття | Галузь використання |
| Св-0, 8; Св-10Г2; Св-08ГС; Св-12ГС; НП-20; Нп-30 | Низьковуглецева сталь | 150-250 | Відновлення розмірів деталей з вуглецевих сталей, чавуну |
| Нп65; Нп-65Г; Нп80 | Високовуглецева сталь | 280-500 | Нанесення зносостійких шарів на робочі поверхні валів, цапф, втулок, шківів, шестерен, направляючих, що працюють в умовах тертя ковзання зі змащуванням або нерухомих посадок |
| Нп-20Х13; Св-20Х13; Нп-30Х13; Нп-40Х13 | Хромиста сталь | 300-550 | Нанесення зносостійкого покриття на вали, вісі, крильчатки корпусів насосів та іншого обладнання, що працює у слабо агресивному середовищі |
| Св-06Х19Н9Т; Св-08Х19Н10Г2Б; Св-4Х19Н11ГМ3; Св-02Х25Н13; Св-06Х16Н25АМ6 | Хромонікелева, високолегована сталь | 130-210 | Нанесення антикорозійного захисного покриття та відновлення розмірів деталей насосів та інших виробів, що працюють у агресивному середовищі |
| НП-Х20Н80Т; НП-Х16Н65 | Нікельхромовий сплав | 135-165 | Нанесення жаростійкого, корозійностійкого і тепло-захисного покриття на вихлопні труби, голівки поршнів, стержні вихлоп-них клапанів, елементи об-ладнання термічних печей |
Продовження таблиці 2. 1
|
|
|
| АД-0; АД-1; АК-5 | Алюміній | 20-40 | Відновлення розмірів деталей з алюмінію та його сплавів, виправлення дефектів у литві з алюмінієвих сплавів, нанесення антикорозійного та антифрикційного покриття |
| Ц1; Ц2; Ц-3 | Цинк | Нанесення антикорозійного покриття, напилення підшару на скло, гіпс, кераміку тощо | |
| М1; М2; М3 | Мідь | 30-60 | Нанесення декоративного та електропровідного покриття |
| БрОЦС 6-6-3 БрОФ 6, 5-0, 4 БрКМц-3-1 | Бронза | 40-100 | Нанесення антифрикційного покриття на направляючі, втулки, опори, підп’ятники, що працюють в умовах тертя кочення |
Поряд зі сталлю для напилення використовують алюміній, цинк, молібден, олово та його сплави, мідь та її сплави, нікель та його сплави, свинець.
Алюмінієве покриття використовують для захисту чорних металів від корозії, а при використанні дифузійного відпалу покриття відбувається дифузія алюмінію у основний метал, що дозволяє отримати шар, стійкий до високотемпературного окислення.
Цинкове покриття захищає чорні метали від корозії. Дрот для напилення повинен бути з найбільш чистого цинку. Чим він чистіше, тим дрібніше він розпилюється, тим щільніше й якісніше покриття.
Молібден використовують для нанесення підшару, на який потім напилюють шар потрібного матеріалу. Це пов'язано з доброю адгезією молібдену до чорних металів. Молібденове покриття може використовуватись для підвищення жаростійкості деталей. Молібден - єдиний метал, що стійкий до гарячої концентрованої соляної кислоти. Для напилення використовують матеріал, який вміщує не менше 99, 95% Мо.
Олово та його сплави використовують для нанесення покриття та лудіння як спосіб підвищення кислотостійкості та корозійної стійкості, широко використовується у виробництві харчової тари. Для цього використовують олово високої чистоти, звертаючи особливу увагу на вміст миш'яку.
|
|
|
Бабітове покриття, яке складається з олова та свинцю використовують у вкладишах підшипників.
Чиста мідь (не менше 99, 9%) використовується для струмопровідного та декоративного покриття.
Алюмінієва бронза (5... 12% АІ) при додаванні невеликої кількості заліза, нікелю, марганцю має високу корозійну стійкість, особливо у морській воді, а також стійкість до сірчаної та соляної кислоти, але не має стійкості до азотної кислоти. Крім того, бронза добре протидіє корозійній втомлюваності, є ерозійностійкою та зносостійкою.
Фосфориста бронза з вмістом 0, 03... 0, 35% Р, використовується у якості розкислювача, забезпечує покриття високої зносостійкості.
Її використовують для зміцнення нових і відновлення спрацьованих валів і підшипників ковзання судових механізмів. Покриття з фосфористої бронзи має світло-коричневий колір і може використовуватись як декоративне покриття.
Свинцевиста бронза - мідний сплав, який має 23... 42% РЬ. Таке покриття, яке має стійкість до схоплювання при високих питомих навантаженнях, широко використовується у підшипниках, що працюють у режимі високих швидкостей та питомих навантажень.
Латунь має добру корозійну стійкість, але кородує у морській воді при підвищених температурах. Для напилення використовують суднобудівельну латунь, стійку у морській воді.
Чистий нікель використовують для захисту від ерозії. Нікель розчиняється у азотній кислоті і " царській горілці", достатньо повільно у соляній та сірчаній кислоті, не кородує у воді і стійкий до більшості хімічних сполук. Покриття із нікелю використовується при зміцненні і відновленні циліндрів компресорів, деталей гідронасосів, матриць для виготовлення репродукцій.
Ніхром (сплав 80% Ni та 20% Сr) практично не окислюється при високій температурі і добре протидіє деяким кислотам і лугам, що передбачає нанесення ніхромового шару на вироби для підвищення його жаростійкості та корозійної стійкості. Разом з тим покриття з ніхрому не стійке при високій температурі у середовищі, яке вміщує сірководень, сірчаний газ, а також до азотної та соляної кислоти. Ніхром також використовують в якості проміжного прошарку для поліпшення счеплення при напиленні термобар'єрного покриття.
|
|
|
Монель-метал має високу корозійну стійкість та кислотостійкість, добре протидіє солоній воді, у нейтральних та лугових розчинах практично не кородує. По відношенню до слабих кислот має добрі антикорозійні властивості.
|
|
|
