ГАЗОТЕРМИЧЕСКОЕ НАПЫЛЕНИЕ ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ (ПН)
прогрессивный метод защиты деталей и конструкций от изнашивания и коррозии, восстановления размеров и декоративной обработки
  
СУЩНОСТЬ ПН состоит в нанесении покрытия из отдельных частиц порошкового материала, нагретого и ускоренного с помощью высокотемпературной плазменной струи.
ЦЕЛЬ ПН - изготовление деталей и изделий со специальными и декоративными свойствами поверхности: износостойкостью (за исключением деталей, испытывающих ударно-абразивное изнашивание), антифрикционностью, коррозионностойкостью, жаростойкостью, кавитационностойкостью, эрозион-ностойкостью, электроизоляцией, стойкостью против фреттинг-коррозии и др.
ЭФФЕКТ ОТ ПН достигается за счет создания на поверхности изделия защитного покрытия, которое многократно повышает эксплуатационные свойства детали или восстанавливает первоначальный размер.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПН состоит из одного или двух серийных сварочных источников питания, малогабаритного плазмотрона и порошкового дозатора. В качестве источника питания используются установки плазменной сварки и наплавки УПНС-304, плазменной обработки УПО-302, УПВ-301, плазменной резки УПРП-201 и сварочные выпрямители ВД-201, ВД-306, ВДУ-506 и др. Плазмотрон (мощностью до 25 кВт) и порошковый дозатор изготавливаются по оригинальным конструкторским разработкам.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПН состоит из предварительной очистки (любым известным методом), активационной обработки ( например, абразивно-струйной) и непосредственно нанесения покрытия путем перемещения изделия относительно плазмотрона или наоборот. Скорость перемещения 2...30 мм/сек, расстояние между плазмотроном и изделием 100...150 мм, диаметр пятна напыления 10...25 мм, толщина покрытия 0,05...1,0 мм. Температура нагрева деталей при ПН не превышает 100...150 С. Плазмообразующим газом являются, как правило, аргон или воздух. Расход аргона 15...20 л/мин. В качестве порошкового материала, формирующего покры-тие, используются различные материалы и сплавы, тугоплавкие соединения, оксиды, полимеры и их композиции размером частиц до 100 мкм.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПН осуществляется визуально по наличию покрытия, а также по результатам адгезионных испытаний на образцах-свидетелях и др. методами.
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПН: наличие вытяжной вентиляционной системы и защита органов зрения от излучения.
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПН. По сравнению с аналогами - газопламенным, электродуговым и детонационным напылением, процессами наплавки и осаждения, данный процесс имеет ПРЕИМУЩЕСТВА:
- эффективное управление энергетическими характеристиками напыляемых частиц и условиями формирования покрытия за счет гибкости регулирования параметров и режимов работы плазмотрона;
- высокие коэффициент использования порошка (до 85%), прочность сцепления покрытия с основой (до 60 МПа), низкая пористость;
- высокая производительность процесса;
- универсальность за счет получения покрытий из большинства материалов без ограничения их температур плавления;
- нанесение покрытия на изделия, изготовленные практически из любого материала;
- отсутствие ограничений по размерам напыляемых изделий;
- низкое термическое воздействие на напыляемую основу, что позволяет избежать деформаций, изменений размеров изделий, а также исключить нежелательные структурные превращения основного металла;
- нанесение покрытия на локальные поверхности;
- получение регламентированной однородной пористости покрытия для использования в условиях работы со смазкой поверхностей скольжения;
- положительное влияние на усталостную прочность основы, за счет получения при ПН слоистой структуры покрытия, в отличие от столбчатой, образую-щейся при осаждении из газовой или паровой фазы, диффузионном насыщении;
- нанесение покрытия с минимальными припусками для последующей механической обработки;
- возможность использования для формообразования деталей (ПН производят на поверхность формы- оправки, которая после окончания процесса удаляется, остается оболочка из напыленного материала);
- уменьшенный уровень шума и излучения;
- надежность и стабильность оборудования, высокий ресурс элементов плазмотрона, за счет оптимизации условий охлаждения и обеспечения плавного нарастания и падения тока;
- низкий расход аргона;
- маневренность и возможность автоматизации процесса.
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПН
- Машиностроение: калибры, подшипники скольжения, подпятники упорных подшипников, гидроцилиндры, плунжера, направляющие и центры токарных станков, шпиндели и валы, шнеки экструзионных машин, детали перемо-точных, ткацких, прядильных машин, ножи для резки, вытяжные и гибочные штампы, матрицы для прессования тугоплавких металлов, кокили и т.п.
- автомобильная промышленность: коленчатые валы, поворотные цапфы, втулки-шестерни коробки передач, оси коромысел, посадочные отверстия картера коробки передач, кулачки распределительных валов, ступицы маховиков двигателя, валы водяных насосов и вентиляторов, головки цилиндров, поршневые кольца, диски сцепления, выхлопные клапаны, рычаги управления, вилки переключения коробки передач, тормозные барабаны, шаровые пальцы рулевого управления, глушители, крылья и т.п.;
- электротехническая и электронная промышленность: конденсаторы, поверхности антенн, вентиляционные лопатки турбогенераторов, торцовые уплотнения электрических машин, лентопротяжные механизмы, магнитные головки, механизмы перемещения перфокарт, ролики для подачи проволоки и сопла сварочных установок и т.п.;
- строительство, угле- и нефтедобывающая промышленность: закладные детали, лопасти вентиляторов, детали конвейеров, шнеки бетономешалок и питателей для подачи угля, буровые коронки и т. п.;
- химическая промышленность: лопасти дымососов, эксгаустеров, детали ковшей, черпаков, воздуходувок, рекуператоров, кожухи термопар, фурмы доменных печей, ролики рольгангов, валки прокатных станов и т.п.;
- бытовая техника: днища кастрюль, сковородок, электронагревательные устройства и т.п.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПН определяется:
- повышением надежности и долговечности выпускаемой и используемой продукции минимум в два раза;
- сокращением затрат на изготовление запасных частей;
- экономией металла, расходуемого на изготовление запасных частей;
- высвобождением работников, занятых на изготовлении запасных частей и восстановлении деталей;
- увеличением выпуска продукции на существующем оборудовании, в следствии сокращения простоев для замены изношенных деталей и аварийных ремонтов оборудования.
|
