Характеристики и применение напыления газотермических покрытий на деталях АД и технологического оснащения. Плазменный метод

Ответ: Физическая сущность газотермических методов заключается в образовании направленного потока м/дет частиц напыляемого материала на изделие при оптимальных значениях температуры и скорости.

Достоинства газотермических методов нанесения покрытий:

1. Возможность нанесения порошков различных составов (титан, керамика, пластмассы, композиционные порошки и получение покрытий с заданными физико – механическими свойствами).

2. Ограниченное тепловое воздействие на поверхность детали (обработка при детонационном методе исключает превращения в поверхностных слоях и снижает деформацию детали).

3. Возможность нанесения слоёв толщиной от 5 мкм до нескольких мм как на отдельных участках, так и по всей поверхности.

4. Относительно высокая производительность процессов (от нескольких кг при детонации; десятков кг при плазменном методе; до сотен кг в час при электродуговом методе).

5. Экономия материальных средств за счёт получения покрытия с минимальными припусками на последующую обработку.

6. Эти процессы легкоуправляемы. Энергетические параметры легко изменить в зависимости от требований технологии нанесения покрытий.

Плазменный метод.

Высокотемпературный поток получают в плазмотронах путём подачи под давлением плазмообр. газа (азот, аргон, водород, аммиак в зону горения дуги, которая за счёт высокой температуры ионизируется). В плазменную струю подаётся материал, предназначается для покрытия в виде проволоки или порошка. Температура плазмы зависит от степени ионизации (и составляет 5000 – 50000К) природы и плазмообрабатывающего газа.

Покрытия из порошков титана, оксида алюминия, керамического материала синтезируются в системе оксидов титана и алюминия пропитанные полиэтиленом, полиуретаном марки СКУ – ДФ2 либо гидрофобной жидкостью ГОЖ136 – 41, обладает высокой коррозионной стойкостью в потоке морской воды, что обуславливает их нанесение на гребные винты и детали, контактируя с морской водой. Применяются для защиты жаропрочных никелевых сплавов марок ЭП – 539ЛМ, ИС – 70 используя алюмидные покрытия и покрытия системы Co – Cr – Al – Y.

Для защиты молибденовых сплавов, работающих в окисленных средах применяют силицидные покрытия, формируя на поверхности самозалечив. оксидную плёнку.

Интерметаллидные покрытия марок ПН85Ю15, ПН55Т45 используют для увеличения износостойкости технологической оснастки, в частности шевинговальных оправок. Срок службы основательно увеличивается в 3 раза.

Направленное развитие плазменных покрытий на детали ГТД:

1. Создание покрытий на ограниченный ресурс работы.

2. Разработка покрытий с высокой жаростойкостью, препятствующей газообразному износу покрытий.

3. Создание металлокерамических и керамических (теплозащитных) покрытий.

4. Совершенствование технологии с целью получения покрытий максимальной плотности.

5. Обеспечение минимального влияния покрытия и технологии их нанесения на свойства металлоосновы.

Плазменное нанесение покрытий в динамическом вакууме.

Истечение плазменной струи происходит в вакуумную камеру, из которой непрерывно откачиваются газы.

Достоинства по сравнению с плазменным методом

1. Vчастиц напыляемого материала – 800 м/с

2. Получаются более плотные покрытия.

3. Прочное сцепление с основным материалом детали.

Недостаток – сложная конструкция оборудования.

Применение ламинарной струи плазмы. Метод осуществляется с помощью плазматрона. Длина ламинарной струи – 0,1 м. Прочность сцепления повышается до 30 – 40 МПа.

Ионно – плазменная конденсация

Достоинства: высокие физико – механические свойства покрытий, возможность получения покрытий из синтезирующих материалов (карбидов, нитридов, оксидов), нанесение тонких и равномерных покрытий, использование для напыления широкого класса неорганических материалов.

Недостатки: толщина наносимых покрытий £50 мкм, температура напыляемого изделия, в зависимости от свойств материала, конструкторских особенностей и требований, предъявляемых к структуре покрытия, должны быть ³573К (это приводит к структурному превращению основного металла, его разупрочнению и последующей термообработки)

Применение: для защиты от износа прецизионных пар; для защиты лопаток компрессоров от коррозионного износа.

Характеристики и применение напыления газотермических покрытий на деталях АД и технологического оснащения. Детонационный метод.

Ответ: Физическая сущность газотермических методов заключается в образовании направленного потока м/дет частиц напыляемого материала на изделие при оптимальных значениях температуры и скорости.

Достоинства газотермических методов нанесения покрытий:

1. Возможность нанесения порошков различных составов (титан, керамика, пластмассы, композиционные порошки и получение покрытий с заданными физико – механическими свойствами).

2. Ограниченное тепловое воздействие на поверхность детали (обработка при детонационном методе исключает превращения в поверхностных слоях и снижает деформацию детали).

3. Возможность нанесения слоёв толщиной от 5 мкм до нескольких мм как на отдельных участках, так и по всей поверхности.

4. Относительно высокая производительность процессов (от нескольких кг при детонации; десятков кг при плазменном методе; до сотен кг в час при электродуговом методе).

5. Экономия материальных средств за счёт получения покрытия с минимальными припусками на последующую обработку.

6. Эти процессы легкоуправляемы. Энергетические параметры легко изменить в зависимости от требований технологии нанесения покрытий.

Детонационный метод

Импульсные методы характеризуются большими энергетическими возможностями, простотой и экономичностью. Детонационные покрытия позволяют ликвидировать недостатки электролитических методов и диффузионной металлизации, заключаются в большой длительности процесса и получения тонких слоёв, не превышают десятков мкм.

Недостаток плазменного напыления, газопламенной и плазменной наплавки, при котором происходит деформация образования детали в результате интенсивного нагрева. Детонационные покрытия отличаются высокой твёрдостью, износо -, жаро – и эрозионной стойкостью.

Преимущества детонационного метода:

1. Прочность сцепления покрытий с изделием достигает 180…300 МПа.

2. Толщина наносимого слоя практически не ограничивается и лежит в пределах 5…500 мкм.

3. Незначительное термическое воздействие на напыляемый материал вследствие малой продолжительности цикла, что позволяет формировать покрытия с равномерными физико – механическими свойствами по поверхности и толщине.

4. Температура деталей при напылении зависит от её нагрева и не превышает 530 К, что соответствует низкому отпуску.

5. Возможность плавного и устойчивого регулирования параметров процесса в широких диапазонах позволяющие для каждого материала установить наиболее оптимальные режимы напыления.

6. Применение м/дисп. комп. материалов для напыления позволяющие формировать покрытия шероховатостью 10…20 мкм, что в некоторых случаях не требуется дополнительная механическая обработка.

7. Высокая энергия продуктов детонации, ускор. частицы, повышают их температуру позволяя формировать покрытия из тугоплавких материалов не только на мет. детали с твёрдостью поверхности 60 HRC и выше, но и на металлических материалах (стекло, керамика, дерево).