24artstroy.ru

Строительный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Газопламенное напыление

Газопламенное напыление

Исходный материал для распыления (проволока,порошок,пруток,шнур) подается в пламя , а затем сжатый воздух используется для распыления расплавленного металла и ускорения частиц на подложке.

Помимо прочего, этот процесс обычно используется для нанесения материалов связующего покрытия или материалов для коррозионной стойкости.



Что такое газопламенное напыление HVOF

HVOFсистема кислородно-топливной смеси (HVOF, High Velocity Oxygen Fuel).
Русский аналог этого термина — газопламенное сверхзвуковое напыление ( ГПС — процесс).
В качестве окислителя используется кислород (чистый кислород или сжатый воздух).
В качестве топлива могут использоваться газы (водород,
метан, пропан, пропилен, ацетилен, сжиженный природный газ и т. д.) Или жидкости (керосин и т. д.).
В качестве транспортирующего газа применяют сжатый воздух.

HVOF — это система термического распыления, использующая сжигание газов, таких как водород или жидкое топливо или керосин. Топливо и кислород смешиваются и распыляются в зоне сгорания в условиях, которые контролируют правильный режим и давление сгорания.
Процесс создает очень высокую скорость, которая используется для продвижения частиц на скоростях, близких к сверхзвуковым, перед ударом по подложке. Одним из основных правил распыления является то, что высокое давление сгорания = высокая скорость газа, высокая скорость частиц и, как следствие, высокое качество покрытия.

Одним из ключевых преимуществ высокой скорости этой системы является чрезвычайно высокая плотность покрытия и низкое содержание оксида. Низкое содержание оксидов происходит частично из-за скорости частиц, проводящих меньше времени в источнике тепла, и частично из-за более низкой температуры пламени (около 3000 ° C) источника тепла по сравнению с альтернативными процессами.
Наряду с превосходной прочностью сцепления, некоторые покрытия HVOF можно распылять очень густо из-за исключительно высоких скоростей, создавая покрытия при сжатии вместо растяжения. Это позволяет очень быстро наносить такие материалы, как карбид, более 6 мм.

Высокоскоростное газоплазменное напыление HVOF широко применяется для производства износостойких покрытий из карбидов и стеллитов. Оно также применяется для нанесения покрытий MCrAlY, представляющих собой сплавы M (металл = никель, кобальт или железо, или сочетание), Cr (хром), Al (алюминий) и Y (иттрий).
Газопламенное напыление HVOF идеально подходит для покрытия крупных компонентов.
Отличные результаты по ремонту, восстановлению, нанесению покрытий и упрочнению следующих деталей: зубья экскаваторов, транспортирующие установки, установки по переработке песка, лопасти смесителей, транспортирующие шнеки, буры глубокого бурения.

Что такое газопламенное напыление NVAF ?

HVAF – система воздушно-топливной смеси «пропан-воздух» (HVAF, High Velocity Air Fuel) Российский аналог этого термина сверхзвуковое газовоздушное напыление, ( СГВ-процесс)
Температура сгорания воздушно-топливной смеси обычно на 1000°C ниже, чем при кислородно-топливном горении HVOF. Такая низкая температура идеальна для постепенного нагрева частиц исходного порошка металлов и твердых сплавов и ненамного выше температуры плавления металлов. Режим HVAF исключает испарение и сводит к минимуму окисление, что приводит к превосходным свойствам покрытия.

Начальное содержание кислорода в газообразных продуктах сгорания смеси при HVAF процессе в 5 раз ниже по сравнению с любым процессом HVOF.
HVAF-пистолет генерирует струю диаметром более 16 мм и длиной более 250 мм. (рис. 1). Это гораздо больше дистанции напыления, которая обычно составляет 125-180 мм. Несмотря на большие размеры струи, нагрев подложки под ее воздействием обычно незначителен, так как активная фаза горения топлива происходит в каталитической камере сгорания.Ускоренные до высокой скорости частицы обладая дробеструйным эффектом, удаляют частицы плохо сцепленные с подложкой, устраняя источник возможных дефектов в покрытии.

Указанные факторы предотвращают окисление металлов, разложение карбидов и их растворение в металлической связке.
Это позволяет сохранить исходную пластичность порошкового материала, используемого в качестве сырья для покрытия, даже в случае, когда твердость покрытия WCCoCr превышает 1 600 HV300.
Максимальный экономический эффект по сравнению с другим газотермическим оборудованием.

Оборудование для газопламенного напыления HVAF -это фактическая гарантия 50% экономии по сравнению с HVOF.

Применение системы газопламенного распыления HVAF :
Крупногабаритные валы Трубы Кольца, диски Турбинные камеры сгорания Резервуары и емкости

Где применяется газопламенное распыление.

Отрасли, в которых эффективно применяется антикоррозионная защита методом газопламенного напыления протекторной защиты, включают в себя оборонную , нефтегазовую и машиностроительные отрасли промышленности . Системы газопламенного напыления используются в промышленности для защиты поверхностей и компонентов от высоких температур и агрессивных сред. Протекторные газопламенные покрытия часто используются на поверхностях палуб на морских судах для защиты и противоскользящих характеристик, которые следует наносить на палубы, на которых приземляются самолеты.

Использование систем газопламенного напыления в нефтегазовой промышленности достаточно обширное. Долговечные и надежные компоненты, с газопламенным напылением на деталях и конструкциях обеспечивает увеличение срока службы объектов. Покрытия газопламенным напылением, наносимые на детали,работающих как на суше, так и на море, способствуют защите от коррозии, эрозии, экстремальных температур и укреплению уплотнений, чтобы уменьшить вероятность утечки.

Преимущества газопламенного напыления.

  • универсальность – модульная конструкция обеспечивает возможность наплавки и напыления разнородных порошков
  • простота обслуживания и безопасность – регулировка пламени только одним клапаном
  • легкость и надежность – предназначена как для небольших участков, так и для больших заводов.
  • для «холодного» и «горячего» термического напыления, в том числе керамических порошков и пластмасс
  • поставляется в комплекте с аксессуарами
  • есть опциональная удлинительная насадка

Горелка CASTODYN DS 8000 очень универсальна в применении. Горелка снабжается 4-мя комплектами с распыляющим модулем и инжектором SSM. Каждый комплект имеет номер и предназначен для нанесения определенной серии порошковых сплавов.

Распыляющий модуль SSM 10 – предназначен для «холодного» напыления порошковых сплавов по технологии RotoTec. Порошковые сплавы серии RotoTec наносятся на предварительно нанесенный подслой. Применяется в случаях, когда недопустимы структурные изменения основного металла и деформация напыляемых деталей. Температура нагрева детали не превышает 200 С.

Распыляющий модуль SSM 20 — предназначен для «горячего» напыления порошковых сплавов по технологии Eutalloy RW. Порошковые сплавы серии Eutalloy RW напыляются на деталь, а затем проплавляются. Таким способом получается покрытие с прочным диффузионным сцеплением с основным металлом. Применяется для получения твердых, износостойких покрытий и покрытий не подверженных окислению при высоких температурах. SSM 20HF High Flow является новейшей разработкой для «горячего» процесса Eutalloy RW. Eutalloy RW является двухфазным процессом горячего пламенного напыления. Первая фаза заключается в нанесении слоя порошка Eutalloy RW с помощью системы CDS 8000, оснащенной на SSM 20HF. Вторая фаза заключается в оплавлении слоев с помощью горелки, индукционного нагрева или печи. Сильное диффузионное соединение металла и устойчивых к износу покрытий достигается за счет расплавления нанесенного порошкового сплава. SSM 20HF оптимизирован для нанесения с высокой скоростью порошка с низким расходом газа для обеспечения высококачественного покрытия. Высокая скорость напыления, низкий расход газа и оптимальное отношение массы наплавленного материала к массе расплавленного материала обеспечивают экономичность покрытий, делая систему хорошим средством для нанесения покрытий на большие участки или большое количество изделий.

Распыляющий модуль SSM 30 — предназначен для напыления керамических порошков серии MetaCeram. Порошковые сплавы серии MetaCeram наносятся на предварительно нанесенный подслой. Применяются для защиты деталей работающих при очень высоких температурах, обеспечивают электроизоляцию и стойкость к интенсивному истиранию.

Распыляющий модуль SSM 40 — предназначен для напыления легкоплавких порошковых сплавов серии MicroFlo LT. Для нанесения порошковых сплавов серии MicroFlo LT требуется подключение сжатого воздуха. Применяются для защиты деталей от коррозии в случае напыления порошкового сплава на основе Zn, а также для нанесения баббита.

The SSM 20HF High Flow является новейшей разработкой для «горячего» процесса Eutalloy RW. Eutalloy RW является двухфазным процессом горячего пламенного напыления. Первая фаза заключается в нанесении слоя порошка Eutalloy RW с помощью системы CDS 8000, оснащенной на SSM 20HF. Вторая фаза заключается в оплавлении слоев с помощью горелки, индукционного нагрева или печи. Сильное диффузионное соединение металла и устойчивых к износу покрытий достигается за счет расплавления нанесенного порошкового сплава. SSM 20HF оптимизирован для нанесения с высокой скоростью порошка с низким расходом газа для обеспечения высококачественного покрытия. Высокая скорость напыления, низкий расход газа и оптимальное отношение массы наплавленного материала к массе расплавленного материала обеспечивают экономичность покрытий, делая систему хорошим средством для нанесения покрытий на большие участки или большое количество изделий.

ООО «Плазмацентр» является официальным дистрибьютором компании Castolin Eutectic. Мы готовы поставить горелку CASTODYN DS 8000 на Ваше предприятие, провести демонстрацию оборудования и обучение работе с горелкой CASTODYN, а также поставить оригинальные расходные материалы. Заполните заявку на нашем сайте, либо пришлите запрос на нашу почту office@plasmacentre.ru, наши инженеры направят технико-коммерческое предложение на горелку.

Свяжитесь с нами по телефонам: +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту: office@plasmacentre.ru

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Газопламенное напыление и металлизация

Нагрев присадочного материала при газопламенном напылении и металлизации осуществляется за счет теплоты, выделяемой в результате сгорания различных горючих газов (ацетилена, пропан-бутана, природного газа и др.) в среде кислорода. Из горючих газов наибольшее применение получил ацетилен, сгорание которого в смеси с кислородом позволяет получать температуру пламени порядка 3100-3200 °С, что на 500-800 °С выше температуры его заменителей (табл. 3.5).

Типы пламени

В зависимости от соотношения горючего вещества и кислорода газовое пламя подразделяют на:

  • окислительное — с избытком кислорода;
  • нормальное — при паритетном соотношении горючего вещества и кислорода;
  • восстановительное — с избытком горючего газа.

Тип газового пламени, используемый при напылении, выбирается в зависимости от химического состава напыляемого металла (табл. 3.6).

Таблица 3.5. Термодинамические характеристики газовых смесей.

Теплотворная способность, кДж/м 3

Температура пламени в смеси с кислородом, °С

Удельный расход кислорода, м^м 3

Мощность пламени выбирают в зависимости от размеров детали. При напылении стальных деталей применяют восстановительное (нормальное) или науглероживающее (с небольшим избытком ацетилена) пламя. Перед началом напыления деталь подогревают до температуры 50-100 °С. В процессе напыления необходимо следить, чтобы поверхность напыляемой детали не нагревалась выше 250 °С. Температуру можно контролировать с помощью термочувствительных карандашей.

По виду присадочного материала газопламенное напыление и металлизацию подразделяют на:

  • металлизацию стержневыми присадочными материалами;
  • порошковое напыление.

Проволочные распылители

Первый газопламенный проволочный распылитель разработал в 1913 г. М.У. Шооп. Стержневой присадочный материал с помощью механизма подачи направляется через центральное отверстие горелки в высокотемпературную зону пламени, где нагревается до температуры плавления. Полученная капля жидкого металла с его торца распыляется сжатым воздухом и в виде мелких частиц переносится на поверхность детали (рис. 3.6).

Таблица 3.6. Характеристики газопламенного напыления.

Дистанция напыления, мм

Рис. 3.6. Схема проволочного распылителя:
1 — воздушное сопло; 2 — газовое сопло; 3 — пруток; 4 — направляющая трубка.

В качестве стержневого присадочного материала используют прутки, проволоки и шнуровые материалы.

Прутковые материалы используются при напылении керамики. Прутки изготавливают из оксидов или карбидов металлов со связующим на жидком стекле диаметром до 8,0 мм. Содержание частиц твердых фаз в прутке может достигать 95 %. При нагреве прутка связующее выгорает, а зерна твердой фазы подаются на поверхность изделия. Основным недостатком использования керамики является прерывистость процесса, влияющая на качество поверхности покрытия. Наряду с прутковыми материалами используются и трубчатые полые стержни, заполненные зерновым релитом.

Читать еще:  Горелка для кровли своими руками

Распылитель для прутковых материалов имеет дополнительное воздушное сопло, направляющее воздух в радиальном направлении в зону плавления керамического стержня, где осевая скорость частиц невелика. «Загибающий» воздух дробит относительно крупные (100-160 мкм) расплавленные частицы на более мелкие (20-40 мкм) и направляет их под углом 45-50° к поверхности изделия. Дистанция напыления составляет 50 мм. Осевое расположение распылителя и малая дистанция напыления позволяли наносить покрытия на внутреннюю поверхность трубы диаметром 100 мм. Проволока для напыления применяется диаметром от 0,8 до 2,0 мм и изготавливается из различных материалов (коррозионно-стойкие и углеродистые стали, латуни, бронзы, баббиты, Al, Cu, Mo, Zn, Sn, Pb, сплавы на никелевой и кобальтовой основах). Производительность напыления и металлизации проволокой из цветных металлов — до 15 кг/ч, из стали и сплавов — до 9 кг/ч. Расход кислорода — 50 л/мин, расход ацетилена или пропана — до 20 л/мин. Давление воздуха — 0,5 МПа.

При газопламенном проволочном напылении в получаемом покрытии содержится меньше оксидов, чем при порошковом напылении. Это имеет особо важное значение для получения коррозионно-стойких покрытий с низкой пористостью. Для снижения степени окисления присадочного материала камеру сгорания приближают к выходному отверстию сопла. Однако относительно малая скорость движения частиц при газопламенном напылении проволокой не обеспечивает формирования высокоплотного покрытия.

В последние десятилетия наряду с проволоками все большее применение находят шнуровые присадочные материалы. Прочность и эластичность гибких шнуров позволяет пользоваться ими так же, как и проволокой и наносить покрытия с помощью газопламенных аппаратов проволочного типа.

Шнуровые материалы состоят из органического связующего, составляющего оболочку, и порошкового наполнителя, включающего высокотвердые компоненты и соединения, обеспечивающие протекание экзотермических реакций и синтезирование новых фаз в процессе напыления. Это позволяет повысить показатели адгезионной и когезионной прочности.

В шнуровых материалах используют порошковые наполнители на основе самофлюсующихся сплавов систем Ni(Co)-Cr-B-Si и в смесях с карбидом вольфрама или оксидами алюминия, титана, хрома, циркония. Шнуры производятся диаметром от 4,0 и 7,0 мм и размером зерен литого карбида вольфрама в диапазоне от 0,1 до 2,5 мм, причем для конкретных видов изнашивания применяются специальные комбинации мелкозернистого и крупнозернистого карбида вольфрама. Равномерное распределение зерен карбидов в порошковом шнуре обеспечивает наиболее благоприятное их расположение на напыляемой поверхности, что приводит к повышению износостойкости наплавленного слоя (рис. 3.7).

Матрица наплавленного слоя, представляющая собой никелевый самофлюсущийся сплав системы Ni-Cr-B-Si, обеспечивает хорошее смачивание зерен карбидов, обладает низкой температурой плавления (950-1050 °С), имеет высокую текучесть и отличается высокой стойкостью к воздействию кислот, щелочей и других коррозионно-активных сред.

Рис. 3.7. Технология ручной газопламенной наплавки шнурового материала «Сфекорд-HR».

Порошковый распылитель

Напыление порошками позволяет в широких пределах регулировать состав наносимых покрытий. В зависимости от места подвода порошка в горелку и его транспортирования в зону пламени газопорошковое напыление подразделяют на два способа.

  1. Порошок из питателя (рис. 3.8) поступает в центральный канал горелки, захватывается транспортирующим газом и подается в факел ацетиленокислородного пламени, струей которого оплавляется и направляется на поверхность детали, образуя заданный слой покрытия.

Рис. 3.8. Схема газопламенного напыления с вводом порошка в зону пламени транспортирующим газом:
1 — сопло; 2 — пламя; 3 — покрытие; 4 — деталь; 5 — кислород и горючий газ; 6 -транспортирующий газ; 7 — напыляемый порошок

Порошковая струя окружена кольцом пламени. При перемешивании струй пламени и газопорошковой взвеси происходит теплообмен. Частицы нагреваются до температуры плавления и переносятся на поверхность детали.

  1. Порошок из бункера (рис. 3.9) подается с внешней стороны мундштука в зону пламени, где его частицы оплавяются и направляются газовым потоком на поверхность напыляемой детали.

Применение при первом способе напыления транспортирующего газа, обычно инертного, для подачи порошка позволяет уменьшить его окисление, однако усложняется схема подачи и конструкция газовой горелки. Второй способ характеризуется большей простотой оборудование и облегчается выбор оптимального режима.

Наиболее качественные покрытия получаются при первоначальном напылении подслоя термореагирующим порошком толщиной 0,05-0,15 мм, а затем основного слоя износостойким порошковым сплавом толщиной 2 мм. Подслой и основной слой наносят при одних и тех же режимах напыления:

  • давление кислорода 0,35-0,45 МПа;
  • давление ацетилена 0,03-0,05 МПа;
  • расход кислорода 960-1100 л/ч;
  • расход ацетилена 900-1000 л/ч;
  • расстояние от среза сопла мундштука до наплавляемой поверхности 160-200 мм;
  • продольная подача 3-5 мм/об;
  • расход порошка 2,5-3 кг/ч.

Рис. 3.9. Схема газопламенного напыления с внешним вводом порошка.

Процесс газопламенного напыления можно проводить с одновременным оплавлением, что возможно лишь газовым пламенем. Плазменная струя из-за интенсивного неравномерного нагрева напыленного слоя не обеспечивает получения качественного покрытия. Напыление с одновременным оплавлением рекомендуется выполнять в такой последовательности:

  • подогреть всю деталь до температуры 250-300 °С;
  • на восстанавливаемые поверхности для их защиты от последующего окисления напылить слои толщиной 0,2-0,3 мм;
  • напыленный участок поверхности нагреть до состояния «запотевания», что характерно для процесса оплавления;
  • на предварительно оплавленный слой нанести новый, доводя его до состояния оплавления.

В процессе оплавления важно не допустить перегрева напыленного слоя до состояния жидкой ванны, а после оплавления обеспечить медленное охлаждение детали (в песке, асбесте, печи). Перегрев приводит к стеканию металла, образованию пор, а быстрое охлаждение — к возникновению трещин, к отслаиванию. Для восстановления деталей этим способом наиболее рационально применять порошковые сплавы ПГ-ЮН-01, ПГ-ЮН-03, ПГ-СРЗ, ПГ-СР4. Толщина напыленного слоя может доходить до 3 мм.

Высокоскоростное напыление

Высокоскоростное газопламенное напыление появилось в начале 80-х годов прошлого века и характеризуется скоростью газового потока до 1000 м/с. Плотность покрытий достигает 99 %. Увеличение скорости частиц при меньшей их температуре позволило снизить уровень окисленности напыляемого металла и повысить плотность порошкового покрытия. В качестве наносимого материала используют порошки карбидов, металлокарбидов, сплавов на основе Ni, Cu и др. Для увеличения скорости частиц увеличивают скорость истечения продуктов сгорания путем повышения давления в камере сгорания до 1,0—1,5 МПа. На рис. 3.10 представлена схема высокоскоростного распылителя системы ВСН.

Рис. 3.10. Схема высокоскоростного порошкового распылителя:
1 — подача порошка (осевая); 2 — подача кислорода; 3 — подача топлива; 4 — подача порошка (радиальная); 5 — ствол.

Рис. 3.11. Сопла распылителя:
а — цилиндрическое; б — расширяющееся (сопло Лаваля)

В порошковых распылителях ВСН первого и второго поколений использовалось цилиндрическое сопло (рис. 3.11, а), а затем в конструкции соплового аппарата стало использоваться сопло Лаваля (рис. 3.11, б).

Для систем первого поколения давление в камере сгорания составляло 0,3-0,5 МПа, скорость частиц — 450 м/с для порошковых смесей системы WC-Co с грануляцией 10-45 мкм. Для систем второго поколения давление в камере сгорания повысилось до 0,6-1,0 МПа, что привело к увеличению скорости движения частиц до 600-650 м/с. Расход порошка составил 10 кг/ч. В системах третьего поколения с применением расширяющихся профильных сопел Лаваля расход порошка достигает 18 кг/ч.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

Применяемое оборудование

Современные производители предлагают широкий выбор установок для газопламенного напыления. В качестве примера рассмотрим устройство оборудования отечественного производства типа ППМ-10 (на фото).

Основными узлами установки являются:

  1. Распылительный аппарат, который имеет внешнее сходство с пистолетом.
  2. Пульт управления газами.
  3. Камера для выполнения обработки.
  4. Подставки.

Для выполнения газопламенного напыления используются следующие расходные материалы:

  • ацетилен;
  • кислород;
  • воздух, очищенный от влаги и механических включений.

Газопламенное напыление – востребованная технология, основными достоинствами которой являются высокая производительность и низкая себестоимость работ. А вы сталкивались с этим методом обработки? Как вы считаете, в какой отрасли промышленности газопламенное напыление пользуется наибольшим спросом? Напишите ваше мнение в блоке комментариев.

Результатом этого процесса газопламенного напыления является формирование стабильного непрерывного напыления, которое достигается в ходе выполнения строгой последовательности действий: нагрев, плавление, диспергирование полученной смеси, перенос расплавленных частиц ацетилено-кислотного пламени материала на металлическую поверхность детали.

В процессе газопламенного напыления используется горелка на основе ацетилен-кислорода или пропан-кислорода. В ее пламя от питателя передается субстанция (например, проволока — установка FS15), она расплавляется и, с помощью сжатого воздуха, поступает на поверхность детали. Нагретая смесь, остывая, формирует на детали прочное покрытие.

Использовать такой способ работы допускается как в ручном режиме, так и с применением специального оборудования.

С помощью газопламенного напыления допускается наносить покрытия из следующих сплавов: железных, никелевых, медных, алюминиевых, цинковых.

Применение газопламенного напыления:

  • восстановление работоспособности оборудования;
  • усиление прочности новых деталей;
  • изготовление запорной арматуры (75% от всех изготовленных за рубежом шаровых кранов);
  • для восстановления геометрии деталей насосно-компрессорного оборудования, крышек и валов электродвигателей;
  • восстановление баббитового покрытия подшипников;
  • создание антикоррозийных покрытий;
  • покрытия рилсан (изоляционные покрытия для трубопроводных систем);
  • декоративные покрытия предметов, подвергающихся неблагоприятному внешнему воздействию окружающей среды (барельефы, памятники, фонтаны и т.д.)

В зависимости от того, для чего требуется создать покрытие, к нему предъявляются различные требования, т.е. изменяется его состав, толщина, плотность, плотность сцепления с поверхностью подложки.

В дальнейшем, после затвердевания, обрабатывать созданное напыление допускается с помощью шлифования или резанием. Такой способ обработки объясняется пористостью в 2-10% всех покрытий, созданных с помощью газопламенного напыления.

Преимущества газопламенного напыления:

  • допускается использовать на объектах с любыми габаритами (трубопроводы, корабли, мосты, лопатки турбин и т.д.);
  • можно задать необходимую пористость покрытия (до 30%) и его толщину;
  • в качестве подложки используется дерево, стекло, металлы, пластмассы разных типов, композиционные материалы;
  • при выполнении напыления покрываемая деталь не деформируется (т.к. не требуется ее сильный нагрев);
  • наносить можно любые материалы, имеющие точку плавления или интервал размягчения;
  • выполнять напыление допускается при нормальных погодных условиях, в воде, в специальном помещении с контролируемой инертной атмосферой;
  • покрытие выполняется металлами, сплавами, карбидами, нитридами, боридами, пластмассами и комбинациями материалов с температурой плавления от 300°С до 3500°С;
  • достигается снижение себестоимости конечного объекта, т.к. для его первоначального покрытия (до обработки) допустимо использовать менее дорогостоящие материалы;
  • более эффективное использование материалов и энергоресурсов;
  • повышение долговечности изделий, срока их эксплуатации;
  • минимизировано влияние на детали таких явлений как коррозия, эрозия;
  • относительно небольшие временные затраты на создание покрытия;
  • низкий уровень шума в ходе работы;
  • не высокий радиационный фон;
  • возможность настройки процесса работы в автономном режиме;
  • оборудованию не требуется сложный уход и техническое обслуживание;
  • само оборудование мобильно и выполнять процесс напыления возможно непосредственно на объекте, без демонтажа деталей.

Недостатки технологии:

  • при испытании прочности сцепления созданного напыления с поверхностью детали на нормальный прорыв иногда достигаются неприемлемые результаты (5–45 МПа);
  • без дополнительной обработки запрещается использовать изделия с подобным покрытием в коррозийных средах из-за высокой пористости (5-25%);
  • невозможно нанести покрытие из материалов, чья температура плавления выше 2800 °С;
  • невысокий коэффициент использования энергии газопламенного потока на нагрев порошка (2–12 %).

Этапы работ

1 этап. Подготовка поверхности.

В состав этапа подготовки поверхности входят следующие операции:

  • обезжиривание поверхности изделия с помощью углеводородных растворителей в случае присутствия масляно-жировых включений.
  • обмыв участков изделия с целью удаления солей, атмосферных загрязнений, закоксованностей;
  • абразивоструйная, гидроабразивная или гидродинамическая очистка поверхности с целью удаления старого покрытия, ржавчины, окалины и придания шероховатости;
  • сушка поверхности ( при использовании технологий гидроабразивной или гидродинамической очистки)
  • ручная очистка и закругление острых углов, кромок, удаление заусенцев и варочных брызг.
  • обдувка сжатым воздухом и обеспыливание поверхности.
Читать еще:  Как пользоваться газовой горелкой с баллоном?

Контроль качества подготовленной поверхности осуществляется на предмет соответствия следующим критериям:

  • абразивоструйная очистка должна быть осуществлена до степени, определенной регламентом (ППР), как правило, это степень SA 2- 2,5 — 3 по ISO 8501 и проверена визуально путем сравнения с эталоном;
  • ручная очистка должна быть осуществлена до степени St 2- 2,5- 3 по ISO 8501 и проверена визуально путем сравнения эталоном;
  • шероховатость Rz мкм (в зависимости от условий ППР) — проверяется с помощью компаратора или профилометра по ISO 8503-1
  • степень обеспыливания по ISO 8502-3 — проверяется по количеству и размеру частиц пыли;
  • степень обезжиривания проверяется люминесцентным способом по ГОСТ 12.2.052-81.

2 этап. Газопламенное напыление

При газоплазменном напылении формируются капельки (микрочастицы) расплавленного металла, которые затем переносятся на обрабатываемую поверхность, создавая на ней сплошное металлопокрытие. Присадочный материал подается к факелу пламени горелки, плавится, и сжатым воздухом распыляется по обрабатываемой поверхности. После остывания на поверхности обрабатываемого изделия формируется достаточно прочное покрытие.

Процесс газопламенного покрытия допускается выполнять с одновременным оплавлением, но это возможно только при использовании газового пламени. Из-за сильного, но не равномерного нагревания напыленного слоя, плазменная струя не может обеспечить получение в результате работы качественного покрытия. Этапы выполнения напыления с одновременным оплавлением:

  • прогрев всей обрабатываемой поверхности до температуры 250-300 °С;
  • для исключения окисления рекомендуется нанести на восстанавливаемые участки защитный слой толщиной 0,2-0,3 мм;
  • напыленный участок поверхности нагреть до состояния «запотевания»;
  • на предварительно оплавленный слой напылить новый, довести его до состояния оплавления.

В процессе оплавления важно не допустить перегрева напыленного слоя до состояния жидкой ванны, а после завершения технологического процесса требуется обеспечить плавное охлаждение поверхности детали. Это легко достигается при использовании песка, асбеста. Нарушение этого технологического процесса привезет к повышенной пористости слоя, стеканию металла в случае перегрева, к появлению трещин, отслаиванию в случае неравномерного охлаждения.

3 этап. Контроль качества.

Контроль качества газопламенного напыления по внешнему виду производится путем осмотра изделий на наличие таких механических повреждений как сколы, вздутия, отслоения, трещины, раковины. При этом внешний осмотр проводится с помощью десятикратной лупы.

Замеры толщины напыления следует производить в доступных местах, где отсутствуют накатки, дефекты поверхности, которые отстоят на 5 мм и более от ребер узлов, кромок, мест контакта и отверстий.

  • осуществить осмотр внешнего вида напыления невооруженным глазом на предмет выявления трещин, пор, отслоений. Данные дефекты, обнаруживаемые таким способом, в покрытии не допустимы;
  • измерить твердость покрытия востановленной поверхности в трех и более точках. Фактической величиной твёрдости покрытия следует считать среднее значение полученных замеров. Использование для этих целей приборов, выполняющих измерения ультразвуковым методом, недопустимо. В первую очередь это связано с пористостью (хотя и незначительной) газопламенного напыления.

Газопламенное напыление

Газопламенное напыление в зависимости от состояния напыляемого материала может быть трех типов: напыление проволокой, прутком или порошком (рисунок 1.12).

Схема газопламенного напыления

Напыляемый материал, имеющий форму прутка или проволоки, подают через центральное отверстие горелки и расплавляют пламенем горючей смеси. Расплавленные частицы металла подхватываются струёй сжатого воздуха и в мелкораспыленном виде направляются на поверхность изделия. Проволока подаётся с заданной скоростью роликами, приводимыми в движение встроенной в горелку воздушной турбиной, работающей на сжатом воздухе, используемом при напылении, или электродвигателем через редуктор.

Для напыления обычно используют проволоку диаметром не более 3 мм, однако при напылении легкоплавкими металлами (алюминий, цинк и т. п.) в интересах повышения производительности процесса допускается использование проволоки диаметром 5-7 мм. В качестве горючего газа в большинстве случаев используют ацетилен, можно также применять пропан и водород, а в качестве окислителя – кислород.

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, напыленные самофлюсующимися сплавами на никелевой и кобальтовой основе с добавлением в них в качестве флюсующих добавок бора и кремния.

Оплавление обеспечивает получение плотного покрытия, практически без пористости. Технология газопламенного напыления довольно проста, а стоимость оборудования и затраты на эксплуатацию низкие, в связи с этим данный способ находит широкое применение в практике. Процесс газопламенного напыления хорошо поддаётся автоматизации.

Краткие характеристики покрытия:

  • Пористость покрытия, 5–12%;
  • Прочность сцепления покрытия с основой (адгезия), 2,5 –5,0 кг/ мм 2 ;
  • Толщина напыленного слоя, 0,5 –10 мм.

Предназначена для механизированного напыления антикоррозионных, упрочняющих, износостойких, жаропрочных и других покрытий. Состоит из горелки с электрическим приводом подачи проволоки, газового пульта, шлангов. Горючий газ – ацетилен или пропан-бутан. Наличие газового пульта и электронного привода подачи проволоки обеспечивает высокую стабильность процесса и повторяемость режимов и свойств покрытий.

Состоит из горелки, пульта управления, порошкового дозатора для наносимого материала, шлангов, редукторов. Предназначена для нанесения покрытий из самофлюсующихся сплавов с целью восстановления и упрочнения деталей, а также для нанесения керамики для создания электроизоляционных слоев. Установка отличается относительной простотой, поставляется как для работы на ацетилене, так и на пропан-бутане. Комплектность любого вида оборудования может быть изменена по требованию Заказчика. Перед поставкой каждое изделие проходит предварительное испытание. По желанию Заказчика осуществляется демонстрация работы изделий.

Предлагаем комплект чертежей механизированной линии для нанесения антикоррозионного покрытия из цинка или алюминия на наружную поверхность труб диаметром от 100 до 377 мм длиной до 14 м. Данная линия имеет возможность производить покрытия на гладкую или составную трубу (сваренную из труб разных диаметров).

Отдел газотермических покрытий также проводит работы по нанесению металлизационных покрытий как на своей территории, так и с выездом на объекты Заказчика. Металлизационное оборудование по желанию заказчика поставляется в комплекте с абразивоструйными установками, приборами контроля качества покрытий, средствами защиты операторов. При внедрении процесса производим обучение операторов и инженерно-технического состава заказчика, оказываем техническое содействие при организации участков напыления на предприятиях. Предоставляем гарантии и осуществляем послегарантийный ремонт аппаратуры.

Текст

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл б 11706/22 с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 30,05,81. Государ во дел ЗС 7/ енный комитеССРизобретенийткрытнйДата опуб кования о,И. Шулепов и Б ефан 71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и проектноонструкторский институт добычи угля гидравлическим спос ГОРЕЛКА ДЛЯ ГАЗОПЛ ОКРЫТИЙ ИЗ ТУГОПЛ НОГО НАПЫЛЕНИХ ПОРОШКОВ т местных пере подвергающейтов, возникающгневов поверхнся напылению,Это достигакости рядов, впродольные осирасположены пода расстояние мверстиями в рядот центра рядася к техникепорошкометаллов тся тем, что плоскоторых находятся сспловых отверстий,углом друг к другу жду сопловыми оту в направлении к краю увеличиваетИзобретение относится газопламенного напыления образных твердых сплавов на детали машин,Известны горелки для газопламенного напыления покрытий из тугоплавких порошков, мундштук которых имеет два ряда сопловых отверстий и отверстие для подачи в пламя напыляемого порошка, Эти горелки при работе дают длиннофакельное пламя повышенной мощности.При этом напыляемые частицы изза кратковременного пребывания в факеле пламени, вызванного большой скоростью движения, не приобретают пластического состояния и при встрече с поверхностью не удерживаются на ней. Потери порошксобразных материалов при напылении составляют 30-40.,Кроме того длиннофакельное.пламя повышенной мощности в процессе напыления вызывает значительный местный перегрев поверхности детали, что приводит к различным дефектам.Цель изобретения — снижение по. терь напыляемого материала за счет повышенного нагрева частиц в пламени горелки и устранение дефекВ предлагаемой горелке для газопламенного напыления порощкообразных твердых сплавов угол междуплоскостями, в Которых находятсяоси рядов сопловых отверстий,составляет 102+4 о, а расстояниемежду рядами сопловых отверстийнаходится в пределах двух длин 20 ядра каждого отдельного пламени;сопловые отверстия в рядах рас.положены попарно друг против друга с переменным шагом между ними, причем минимальный шаг равен 25 3-4 диаметрам сопловых отверстийв центре горелки, а максимальный6-7 диаметрам по краям горелки.Такое выполнение горелки позволяет увеличить теплообмен между 3 п пламенем и порошкообразным материа-,401194 КПО 00 Ф;ещ ИЯЮУ лом, значительно повысить температуру в зоне ввода порошка в пламя, снизить в 5-6 раз скорость движения час:иц в газовом факеле и уменьшить примерно на половину потери напыляемого материала, а также за счет рассредоточения пламени устранить местные перегревы поверхности в процессе напыления,На фиг.1 изображена предлагаемая горелка для газопламенного напыления покрытий из тугоплавких порошков, общий вид; на фиг.2 показан многосопловой двухрядный мундштук, вид сбоку; на фиг.З то же, вид спереди; на Фиг.4 вид по стрелке А на фиг.З.Горелка состоит из корпуса 1 с вентилями для регулирования газов, инжектора 2, наконечника 3, мундштука 4, который имеет канал 5 для подачи порошка в факел б пламени и каналы 7 для подвода охлаждающей воды, напыляемой поверхности 8 детали и зоны 9 распыла порошка, На фигурах обозначены: о. — угол между плоскостями, в которых находятся оси рядов сопел,длина ядра пламени, а — шаг между соплами в ряду и В — ширина зоны распыла порошка в месте встречи с напыляемой поверхностью.Горелка работает следующим образом.В горелку подают небольшое количество кислорода и ацетилена и производят его зажигание, а затем соотношение газов доводят до нормального. Ввиду того, что плоскости, в которых находятся сопла, расположены друг к другу под углом оЬ, равным 102+4 о, газовый поток в Факеле б пламени приобретает повышенную турбулентность. Введение в пламя горелки через канал 5 струи транспортирующего газа с порошком дополнительно турбулизирует факел пламени, что приводит к увеличению теплообмена между пламенем и порошкообразным материалом.За счет того, что расстояние между рядами сопловых отверстий находится в пределах двух длин ядра пламени, а сопла в рядах расположены попарно друг против друга с переменным шагом между ними (наибольший шаг а равен 6-7 диаметрам сопловых отверстий на краях, наи 25 30 35 40 45 5 О 55 меньший — 3-4 диаметрам сопловых отверстий в центре)в факеле б пламени в месте ввода порошка в пламя горелки создается максимальная температура. Это обеспечивает высокие пластические свойства напы-. ляемому материалу в момент встречи с напыляемой поверхностью 8.Повышение турбулентности газового потока, снижение скорости движения частиц, повышение температуры пламени в зоне ввода порошка при наличии длины рядов сопл горелки, превышающей на 10-20 ширину В зоны распыла 9 порошка в месте встречи с напыляемой поверхностью, позволяют уменьшить примерно на половину потери напыляемого материала, а также за счет рассредоточения общего факела пламени устранить дефекты, возникающие от пер грева поверхности деталей в процессе напыления. Формула изобретения 1. Горелка для газопламенного напыления покрытий из тугоплавких порошков, содержащая корпус с вентилями для регулирования подачи газов, инжектор и наконечник с мундштуком) имеющим два ряда сопловых отверстий и отверстие для подачи напыляемого порошка, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, .с целью снижения потерь порошка напыляемого металла и исключения местного перегрева поверхности, на которую производят напыление, плоскости рядов, в которых находятся продольные оси сопловых отверстий, расположены под углом друг к другу, а расстояние между сопловыми отверстиями в ряду в направлении от центра ряда к краю увеличивается.2, Горелка по п.1, о т л и ч а — ю щ а я с я тем, что, с целью достижения максимальной температу-. ры в зоне ввода порошка в пламя горелки, угол между плоскостями, в которых находятся продольные оси сопловых отверстий, составляет 102+4 , расстояние между рядами сопловых отверстий находится в пределах двух длин ядра пламени, а минимальный и максимальный шаг между сопловыми отверстиями соответственно составляет 3-4 и 6-7 диаметров сопловых отверстий.401194 Составитель А.Запольва Техред С. Мигунова едактор пис н каз 3249 ета С рытий д.4/5 я г.ужгород, ул.Проектная

Читать еще:  Горелка на солярке своими руками

Газотермическое напыление

В настоящее время наиболее широко в промышленности применяются три основных процесса:

  • металлизация из проволоки;
  • порошковое газопламенное напыление;
  • плазменное напыление порошкообразных материалов.

Металлизация из проволок

Необходимые материалы, как правило, металлы и сплавы, в виде проволоки подаются в ацетиленокислородное пламя или в электрическую дугу. Нагретый до пластического состояния (обычно до плавления) материал вводится в струю газа или сжатого воздуха, и с большой скоростью подается на подготовленную поверхность детали, где образует покрытие.

Порошковое газопламенное напыление

Возможности применения металлизации из проволоки ограничиваются выпускаемыми в промышленности проволочными материалами. Многие материалы просто невозможно получить в виде проволоки. Самофлюсующиеся, термореагирующие сплавы, керамические материалы , а также различные смеси порошков подаются в высокотемпературную зону ацетиленокислородного пламени, затем на поверхность, где образуют покрытие. Этот способ напыления наиболее часто применяется в монтажных условиях , когда деталь либо невозможно, либо нерационально напылять в стационарных условиях.

Плазменное напыление

Способ плазменного напыления был разработан для получения наиболее качественных покрытий практически из любых материалов — от баббитов с температурой около 300°С до самых тугоплавких соединений — оксидов, нитридов, карбидов, имеющих температуру свыше 3300°С.

Что из себя представляют покрытия нанесенные газотермическим напылением?

В момент столкновения разогретых частиц с чистой шероховатой поверхностью (которая получается в результате дробеструйной обработки) они почти одновременно заполняют все неровности поверхности и остывают. Напыление продолжается, очередные частицы соединяются с предыдущими и таким образом образуется покрытие.

Рис. Поверхность после дробеструйной обработки.

Рис. Поверхность после напыления.

Рис. Напыленное покрытие.

В результате свойства покрытий до некоторой степени структурно сравнимы с литыми материалами и покрытия слегка пористые.

Области применения газотермического напыления

Газотермическое напыление относится к группе классических ресурсо- и энергосберегающих технологий. Зачастую масса нанесенного покрытия составляет лишь доли процента от массы всей восстановленной детали. Поскольку слой наносится с минимальными припусками под последующую обработку — ниже затраты на механическую обработку. Температура детали в процессе напыления ,как правило, не превышает 60. 80°С, что совершенно исключает коробление и деформации присущие способам наплавки.

Наиболее рациональные области применения покрытий:

  • Восстановление и упрочнение сопрягаемых поверхностей, работающих в условиях абразивного износа.
  • Сопротивление эрозии и кавитации.
  • Устойчивость против высоких температур и газовой коррозии.
  • Покрытия для защиты от коррозии в активных средах.

Такой широкий диапазон возможных областей применения заставляет находить технические решения только с привлечением специалистов имеющих значительный опыт в этой сфере.

Основные особенности способов нанесения покрытий газотермическим напылением

Универсальность. Никаким другим способом нельзя нанести покрытия таких различных материалов, как металлы, сплавы, окислы, карбиды, нитриды, бориды, пластмассы и комбинации материалов с температурой плавления от 300°С до 3500°С на основу из сталей, чугунов, цветных металлов без ограничений. Толщина слоя от 0,1 мм до 15,0 мм. Оптимально 0,5..3,0 мм.

Легкость управления процессом получения и составом покрытий. Энергетические характеристики изменяются в зависимости от требований технологии в процессе получения покрытий. Составом покрытия и его служебными свойствами (твердость, коррозионная стойкость, износоустойчивость и др.) можно управлять путем смешивания различных материалов. Твердость покрытия — величина управляемая в диапазоне 180 HВ..64 HRC.

Отсутствие термических деформаций и каких-либо структурных изменений материала детали при напылении ввиду незначительного нагрева. Температура детали при нанесении покрытия не превышает 100°С, что позволяет с уверенностью гарантировать отсутствие каких-либо структурных превращений не только в массиве детали, но даже и в поверхностных слоях.

Нанесение покрытия на детали без ограничения их веса и габаритов. Размеры и масса восстанавливаемых деталей определяются возможностями вращателя и грузоподъемных механизмов. При плазменном напылении в наших условиях вес деталей от 0,1..4500 кг, длина 10..3500 мм. В монтажных условиях при использовании способа газопламенного порошкового напыления вес деталей и габариты не ограничены.

Экономное использование материалов и энергоресурсов. Зачастую при износе поверхностей 0,1..1,5 мм вес покрытия составляет лишь доли процента от веса восстановленной детали. Припуски под последующую обработку минимальны и составляют 10-15% от толщины покрытия. За счет этого время простоев и затраты по обработке сведены к минимуму. Поверхности могут быть восстановлены неоднократно. Стоимость выполнения работ составляет от 5 до 50 % от стоимости нового изделия, при этом, ресурс работы детали, как правило, не менее новой или существенно выше.

Возможность замены дорогостоящих конструкционных материалов более дешевыми за счет нанесения специальных покрытий. За счет нанесения износоустойчивых, коррозионностойких, эрозионностойких, антифрикционных, жаростойких и других покрытий с управляемой твердостью от 150 НВ до 65 HRC и выше.

Газотермическое напыление как альтернатива «гальваники»

Повышение надежности изделий, снижение себестоимости их изготовления и обслуживания, продление ресурса эксплуатации, а также современные технологий реновации путем восстановления работоспособности узлов до уровня новых — наиболее приоритетные направления повышения конкурентоспособности продукции машиностроительных предприятий. Применение технологий нанесения защитных покрытий, среди которых наиболее перспективным представляется газотермическое напыление, является одним из таких путей. С использованием газотермического напыления стало возможным значительно снизить или исключить влияние на износ деталей таких факторов, как эрозия, коррозия (в том числе высокотемпературная), кавитация Газотермическое напыление может быть использовано для нанесения покрытий обладающих специальными свойствами, например: для создания термобарьерного слоя, обеспечения электроизоляционных свойств, поглощения излучения продуктов радиоактивного распада, обеспечения определенных оптических свойств, реализации селективного смачивания, создания биологически активных поверхностных свойств для различных искусственных органов и многого другого.

В промышленно развитых странах освоение техники газотермического напыления происходит путем вытеснения «грязных» гальванических технологий. Ситуация в России, сложившаяся в 80-90 гг. позволяет не реанимировать устаревшие технологии, а адаптируясь к новым условиям, вместо гальванических методов использовать новейшие технологии газотермического напыления.

Технологические возможности газотермического напыления

  • газотермическое напыление можно использовать на объектах любых размеров: мосты, суда, трубопроводы, строительные конструкции, котлы, коленчатые валы, лопатки турбин;
  • толщина покрытия может составлять от 0,01 до 10 и более мм; они могут иметь заданную пористость (от 0 до 30 и более процентов);
  • наносить можно любые материалы, имеющие точку плавления или интервал размягчения;
  • в качестве подложки можно использовать дерево, стекло, пластмассы, керамику, композиционные материалы, металлы;
  • нанесение покрытий может производиться в широком диапазоне состава покрытия, температуры и давления — в низком вакууме в специальной камере с контролируемой инертной атмосферой, в воздухе при нормальных условиях, под водой;
  • технология нанесения не вызывает значительного нагрева напыляемой поверхности, следовательно, обеспечивается сохранение геометрических размеров деталей.

Область применения газотермического напыления

Газотермическое напыление применяют при ремонте оборудования или упрочнении рабочих поверхностей новых деталей. В зависимости от назначения покрытия и условий его работы меняются требования к точности соблюдения основных параметров — его состава, толщины, плотности, прочности сцепления с подложкой. Основные технологические процессы, которые сегодня используются в мировой практике — это высокоскоростное напыление; плазменное напыление на воздухе с использованием таких плазмообразующих газов, как аргон, азот, гелий, воздух; детонационное или газопламенное напыление, а также электродуговая металлизация. По косвенной оценке (число продаваемого оборудования для газотермического напыления покрытий), насыщенность европейской промышленности выше насыщенности российских предприятий примерно в 350-400 раз.

За рубежом 75% запорной арматуры (шаровые краны большого диаметра) производится с газотермическим напылением карбида вольфрама на связке кобальт-хром, а остальная часть — с гальваническим нанесением хрома или никеля. У нас же 100% шаровых кранов такого же типоразмера имеют гальванические покрытия. Такое состояние дел можно объяснить большим количеством отрицательных результатов, полученных при использовании газотермических технологий в прежние годы. Анализ опыта внедрения технологии газотермического напыления в производство в прежние годы показывает, что получение отрицательных результатов было обусловленно низким качеством или несовершенством технологического оборудования и средств контроля, либо неправильным выбором технологических схем. В настоящее время отечественные предприятия, борющиеся за свое место на рынке, все чаще начинают внедрять современные методы газотермического нанесения покрытий для повышения качества выпускаемой продукции.

Рис. Газотермическое нанесение антифрикционного покрытия на ходовой винт.

Рис. Газотермическое упрочнение гофровала.

Рис. Детали насосного оборудования упрочненные газотермическим напылением

Суть процесса

Суть процесса газотермического напыления заключается в расплавлении материала покрытия (проволока или порошок) с последующим нанесением (напылением) его на основу в газовом потоке. В микрозоне удара частиц расплава о покрываемую поверхность они деформируются и растекаются, последовательно слипаясь друг с другом и затвердевая, они формируют плоский слой. Связь напылямых частиц с основой происходит за счет тепловой и кинетической энергии, которая определяется температурой и скоростью этих частиц. Связь покрытия с основой- адгезионная, она осуществляется за счет межмолекулярных сил и механического сцепления его с неровностями развитой шероховатой поверхности.

Немного о самих покрытиях

Износостоийкие

Изнашивание металлов — процесс разрушения поверностных слоев трущихся тел — характеризуется разнообразием условий их нагружения. В зависимости от этих условий следует выбирать те материалы, которые имеют большее сопротивление изнашиванию. В качестве износостойких в условиях пленочной жидкой смазки применяют антифрикционные материалы (баббиты, бронзы). При сухом трении до 500оС — сочетание твердых материалов с мягкой связкой (карбид вольфрама — кобальт или никель). При повышенных температурах (до 900оС) — карбид хрома — нихром. При высоких температурах — материалы, дающие устойчивые оксиды: алюминид никеля, нихром, или покрытия, содержащие твердые смазки ( графит, дисульфид молибдена, нитрид бора). При возможности абразивного изнашивания применяют твердые наплавочные материалы — самофлюсующиеся покрытия, содержащие бориды, карбиды. При эрозионном пылевом изнашивании помимо самофлюсующихся покрытий хорошо себя зарекомендовали плотные пленки на основе карбидов вольфрама или хрома, полученные при напылении высокоскоростным способом. Газотермические покрытия пористостью 5-15% при жидкостном трении обладают более высокой износостойкостью, чем новая деталь. Так, у нового стального вала двигателя внутреннего сгорания после прекращения подачи обычной моторной смазки через 2,5…3 ч происходит разрушение масляной пленки, а затем заедание в баббитовом подшипнике, что приводит к резкому увеличению коэффициента трения и разрушению подшипника. Заедание вала с напыленным стальным покрытием происходит через 22,5 ч после прекращения подачи смазки при постепенном повышении коэффициента трения. Если в качестве смазочного материала использовали графитизированное масло, то заедания вала с напыленным покрытием не наблюдалось после 190 ч с момента прекращения подачи смазки.

Жаростойкие

Жаростойкие покрытия образуют плотную оксидную пленку, которая защищает подложку от окисления. Оксиды алюминия, хрома, кремния имеют плотное строение и высокую прочность сцепления. Жаростойкими являются сплавы в системах Ni-Al, Ni-Cr, Ni-Cr-Al, Ni-Co-Cr-Al-X, MoSi2, . Теплозащитные покрытия (ТЗП) должны иметь низкое значение коэффициента теплопроводности l и высокую температуру плавления.Наиболее подходящим материалом для ТЗП является оксид циркония. ТЗП лопаток турбины ГТД должно иметь l менее 2,5 Вт/(м•К). ТЗП из ZrO2 имеет пористость 15±5%, при которой l

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector