Плазменный или газопламенный способ напыления металлических и керамических материалов был разработан в середине прошлого века для изменения свойств поверхности различных конструктивных элементов. С тех пор конструкция плазмотрона эволюционировала, и на данный момент существует много разновидностей установок для различных нужд.
Принцип действия установки для газопламенного напыления основан на переносе порошка напыляемого материала на подложку при помощи струи плазмы, образуемой путем нагревания газа электрической дугой. Катод при этом имеет форму стержня, а анодом является само сопло, из которого выходит раскаленный газ. Поток истекающего газа отделяет дугу от стенок сопла и, таким образом, увеличивается эффективность метода.
В разных установках применяются различные газы (аргон, азот, водород, кислород), но чаще других используются газовые смеси на основе аргона. Напыляемым материалом могут быть металлы, их смеси, а так же керамика. Они используются для получения износостойких, теплоизоляционных, пористых, изнашиваемых покрытий, а применение керамики дает возможность улучшить сразу несколько показателей поверхности, например, износостойкость с тепло- и электроизоляцией.
Толщина напыляемого покрытия, а так же площадь области напыления регулируются составом нагреваемого газа, напряжением на катоде и формой сопла. При этом существует два способа подачи напыляемого материала в струю плазмы: радиальная подача проволоки и введение измельченного порошка под углом против направления истечения плазмы. Первый способ был предложен позже и отличается гораздо большей эффективностью.
Параметры технологического процесса изначально моделируются на компьютере, а уже затем проводятся испытания на реальном плазотроне.
Для различных нужд применяются установки разной мощности и габаритов, от миниатюрных (мощность ~2 кВт, ток 15-20 А), которые применяются в авиастроении, до очень внушительных (мощность до 200 кВт, ток сотни ампер). При таких энергетических показателях, газ на выходе из сопла может достигать температуры нескольких десятков тысяч градусов.
Детали, улучшенные при помощи газопламенного напыления, нашли применение на многих предприятиях машиностроительной отрасли, а так же в энергетике и многих других областях.
Например, очень крупные подшипники, используемые на ТЭЦ, перед лужением обрабатывают, наносят медное покрытие при помощи плазмотрона. Керамикой укрепляют приемные воронки, используемые при разливе цветных металлов. Срок их действия в несколько раз дольше, чем у обычных чугунных, к тому же они не дают примесей в готовом металле.
Источник: www.i-mash.ru
Вернуться к списку
