МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ГАЗОТЕРМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ

Порошки для ГТН

Основным видом материала, применяемого при газопламенном, пламенном детонационном способах нанесения покрытий являются порошки. В практике напыления применяют как однородные порошки различных материалов (металлов, сплавов, оксидов, бескислородных тугоплавких соединений), так и гетерогенные сложной структуры – композиционные или механические смеси указанных выше материалов (таблица 4).

В настоящее время в общем перечне материалов для напыления порошки металлов составляют около 6 %, сплавов ~ 32 %; оксидов ~ 10 %; тугоплавких соединений и твердых сплавов 6 %; композиционных порошков – 19 %; механических смесей – 27 %. В последнее время все большее применение получают композиционные порошки. Они бывают: плокированные (или порошки с покрытиями), конгломератные, термореагирующие (определяются свойствами порошков) [9].

Композиционные порошки разделяют на группы:

- по типу строения частиц;

- по характеру поведения компонентов при напылении;

- по методам получения;

- по назначению.

Получают такие порошки распылением расплавов или восстановлением (из оксидов за счет газов, жидкостей или взвесей). В практике газотермического напыления более активно (широко) применяются однокомпонентные порошки, т.к. они обеспечивают получение покрытий с однородным химическим составом и структурой. Более сложные по составу композиционные порошки (таблица 4). Получение композиционных порошков: химическим восстановлением планирующего элемента из солей; электролитическими способами; карбонильным (углеродным) разложением соединений; вакуумным конденсационным напылением; диффузионным насыщением.

В практике производства порошков осуществляется конгломерирование композиционных порошков. Как правило, осуществляется конгломерирование с применением связующих веществ или высокотемпературным спеканием.

Cпособы получения частиц порошков

1 – основа (ядро); 1 и 2 - конгломераты

2 – плакирующий слой (составляющие компоненты)

Плакированные частицыКонгломерированныечастицы

(гомодисперсные)

На ядре формируются слои

других компонентов

1 – ядро;

2, 3, 4 - конгломераты

Гетеродисперсная конгломерированная

Частица

а. Частицы смешанного

типа –плакирование ядра

конгломератом.

б. Плакирование

конгломерированного ядра и

плакирующего слоя конгломератом

1 – ядро-конгломерат;

2 – плакирующий слой;

3, 4 - конгломераты

Требования к порошкам для газотермического напыления складываются на основе двух основных свойств: форма и размеры частиц должны обеспечивать стабильную и регулируемую подачу частиц в высокотемпературную газовую струю, а также обеспечивать формирование покрытия с заданными технологическими и эксплуатационными свойствами.

Для обеспечения равномерной подачи порошка желательно, чтобы частицы имели сферическую или сфероидизированную форму с незначительной пористостью и размером не менее 10 мкм.

Перспективным направлением в создании композиционных порошков для ГТН с точки зрения перевода в расплавленное состояние является увеличение средней плотности частиц, снижение температуры плавления (за счет образования эвтектик или введения легкоплавких компонентов), реализация взаимодействия компонентов с экзотермическим эффектом. Необходимо сочетание в процессе напыления высокой плотности частиц с малыми затратами тепла струи на расплавление единицы ее объема.

Важным показателем качества порошков является стабильность их химического состава и грануляции при многократном перемещении к распылителю.

Проволоки и стержни

Проволоки и стержни применяются при электродуговой металлизации, газопламенном и плазменном напылении.

1. Проволоки сплошного сечения d = 0, 5 до 5, 0 мм всех марок и составов, которые выпускаются промышленностью, из металлов и сплавов Al, Zn, Cu, Ni, Ni – Cu и т.д.

2. Порошковые проволоки с металлической оболочкой из Fe, Al, Cu ; легированной стали.

3. Порошковые проволоки с органической оболочкой (шнуры), рис. 33. Органической массой соединяются металлические частицы проволочки. Применяются при газопламенном и плазменном напылении.

Рис. 33 – Шнуры для ГТН

1 – органическая связка; 2 – порошок; 3 – проволочки мелкого диаметра; 4 – органическая масса

Стержни (кружки) сплошного сечения изготавливают отливкой. Порошковые стержни формуют из измельченных материалов (оксидов), а затем подвергают спеканию. Обычно d = 3…6 мм; l_ст =500…600 мм. При этом широко используются экзотермические эффекты реакций компонентов.

Рис. 34 – Тепловые эффекты реакций при различных композициях компонентов

1. V₂O₅ + O₂

2. NiAl + O₂металлидные

3. Al + O₂

4. CuO + Al

5. CoO + Al

6. NiO + Al металлоксидные

7. WO₃ + Al

8. Cr₂O₃ + Al

9. 3Ni + Al = Ni₃Al металлоидные

10. Ni + Al = NiAl

Список литературы

1. Порошковая металлургия и напыление покрытия/ Под редакцией Б.С. Митина. – М.: Металлургия, 1987.- 791 с.

2. Борисов Ю.С., Борисова А.Л. Плазменные порошковые покрытия. Киев.- Техніка, 1986.- 222 с.

3. Куприянов И.Л., Геллер М.А. Газотермические покрытия с повышенной прочностью сцепления. Минск, навука і техніка. 1990.- 175 с.

4. Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985.- 239 с.

5. Петров С.В., Саков А.Г. Плазма продуктов сгорания в инженерии поверхности. НПП «Топас». Киев, 2000.- 216 с.

6. Антонов И.А. Газопламенная обработка металлов. М.: Машиностроение, 1976.- 263 с.

7. Какуевицкий В.А. Применение газотермических покрытий при изготовлении и ремонте машин. Киев. Техника, 1989.- 175 с.

8. Молодык И.В., Зенкин А.С. Восстановление деталей машин. М.: Машиностроение, 1989.- 479 с.

9. Борисов Ю.С., Харламов Ю.А. и др. Газотермические покрытия из порошковых материалов. Справочник. Киев: Наукова думка, 1987.- 543 с.

10. Упрочнение и защита поверхностей газотермическим и вакуумным напылением. Материалы 3-й международной научно-технической конференции. Киев, ИЭС им. Е.О. Патона, 1991.- 180 с.

11. Современные достижения в области техники применения газотермических и вакуумных покрытий. Сборник научных трудов. Киев. ИЭС им. Е.О. Патона, 1991.- 165 с.

12. Роянов В.А., Псарас Г.Г., Рубайло В.К. Ремонт машин с применением сварки и родственных технологий. ПГТУ. Мариуполь, 2000.- 321 с.

13. Роянов В.А., Зусин В.Я. Дефекты в сварных соединениях и покрытиях. Изд. «Рената». Мариуполь, 2000.- 184 с.

14. Роянов В.А. Теоретические основы создания и промышленное освоение экономно-легированных порошковых проволок для электродугового напыления износостойких покрытий с улучшенными эксплуатационными свойствами покрытий. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Минск, 1990.- 441 с.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56