Напыление материалов

Для восстановления изношенных деталей и для нанесения на детали защитных и упрочняющих покрытий наряду с наплавкой используют различные способы напыления.

Сущность всех видов напыления одинакова: они основаны на нагреве мелких частиц напыляемого материала и переносе их на поверхность изделия – подложки (основного материала). Соударяясь с подложкой, нагретые частицы закрепляются на ней и формируют покрытие. Чем больше скорость частиц, тем выше качество покрытия (его плотность и прочность сцепления с основой). Материалом покрытия могут быть металлы, керамика, полимеры. Можно создавать многослойные покрытия из слоев различного состава.

К основным способам напыления относятся: газопламенное и плазменное напыление, электродуговая металлизация, а также детонационное и вакуумное напыление.

Основы процесса металлизации напылением.

Процесс металлизации протекает в 4 фазы:

1) расплавление распыляемого металла;

2) отрыв и распыление расплавленного металла;

3) полет частиц на напыляемую поверхность, соединение с нею и соединение частиц между собой.

Для расплавления распыляемого металла используют следующие источники тепла:

- газо-кислородное пламя (в качестве горючего применяется ацетилен, пропан и реже водород);

- электрическую дугу (дуга возбуждается в металлизаторе между двумя проволоками. Эти проволоки расплавляются и затем распыляются и выдуваются сжатым воздухом);

- применяют также индукционный нагрев (однако он требует относительно больших затрат на оборудование и аппаратуру);

- электрический контактный нагрев (осуществляется в аппаратах, снабженных тиглем для расплавленного металла. Металл подается в тигель в расплавленном виде, а затем в форсунку. Применяется для специальных целей с металлами, имеющими низкую температуру плавления);

- плазменную струю особенно целесообразно применять для получения покрытий из окислов и карбидов металлов с высокой температурой плавления.

Отрыв и распыление расплавленного металла осуществляют в основном сжатым воздухом. Защитные газы применяются в ислючительных случаях. Для распыления расплавленного металла необходим расход воздуха 10-60 м³/час. Он зависит от конструкции распылительного сопла. Причем электродуговые аппараты нуждаются в большем расходе воздуха (~40-60 м³/час). Такой большой расход газа является также причиной того, что защитные газы применяют очень редко. Благодаря ускорению, которое летящие частицы получают на выходе из сопла, скорость их полета составляет 60-250 м/сек.

В момент удара о поверхность частицы распыляемого металла мгновенно охлаждаются под действием газоносителя, воздуха и за счет теплоотдачи холодной поверхности.

Скрепление металлических частиц с основой происходит за счет механического сцепления, возможной адгезии, сил усадки и частичного приваривания.

Технология металлизации.