Газоплазменное напыление металлов

Газопламенное напыление металлов

Для обработки внешней поверхности цилиндровых, валовых, плунжерных изделий, проволочных деталей выполняется газопламенное напыление. При выполнении данной процедуры применяются порошковые полимерные покрытия. Из статьи вы узнаете в чем суть метода, как контролируется качество его выполнения и об основных преимуществах проведения данного мероприятия.

Компания «МеталХантерс» сотрудничает с ведущими компаниями, занимающимися разработкой оборудования (цинкование, алюминизация) и улучшением соответствующих технологий.

Поэтому «МеталХантерс» предлагает наиболее эффективные и выгодные услуги по антикоррозийной обработке металлоконструкций с применением электродуговой металлизации.

Компания сегодня успешно занимается нанесением алюминиевых, цинковых, стальных и комбинированных покрытий на конструкции, применяемые в различных сферах и отраслях тяжёлой, лёгкой и нефтехимической промышленности. И в каждом случае металлизация конструкций оказывается самым надёжным способом защиты от коррозии и прочих воздействий.

Рассчитайте стоимость работ сейчас .

Оставьте ваш контакт, мы вам перезвоним

Возможность изгиба и выправления обработанных конструкций (в зависимости от толщины защитного покрытия обработанные изделия выдерживают изгиб при радиусе до двух толщин без повреждения антикоррозионной поверхности).

Металлические защитные покрытия, нанесённые электродуговым методом, имеют свойство самовосстановления, то есть при механическом повреждении поверхности, они просто «заживают» на металле.

Металлизация, в отличие от нанесения лакокрасочных покрытий, производится только в один слой, что позволяет обрабатывать большие поверхности быстрее.

Металлизационные покрытия обладают большой адгезионной прочностью, то есть не отслаиваются от самой конструкции, на которую нанесены.

Нанесение маркировки на металлоконструкцию после обработкиМеталлизация производится при разных внешних температурах, что существенно расширяет технологические возможности антикоррозионной обработки — при нанесении покрытий не происходит нагревания поверхностей свыше 70–100°C.

Нанесение металлизационного цинкового покрытия на конструкции ферм ПОАРЭ для гидроузла в Рязанской области.Антикоррозионные покрытия выдерживают температуры до −60°C, не отслаиваясь и не разрушаясь, что позволяет использовать их даже на крайнем севере.

Защитные металлические покрытия не содержат органических веществ, что позволяет хранить в обработанных резервуарах различные жидкости.

Металлизационные покрытия могут применяться для защиты больших поверхностей различных сооружений непосредственно на месте их эксплуатации.

Что представляет собой технология?

Контроль качества газопламенного напыления

Примеры работ

Нанесение металлизационного цинкового покрытия на торцевой лист металлоконструкций пролетных строений автодорожного моста Адлер – Горно-климатический курорт Альпика сервис. Площадь работ 2335м2.

Нанесение металлизационного цинкового покрытия на торцевой лист металлоконструкций пролетных строений автодорожного моста Адлер – Горно-климатический курорт Альпика сервис. Площадь работ 2335м2.

Нанесение металлизационного цинкового покрытия на конструкции ферм ПОАРЭ для гидроузла в Рязанской области.

Нанесение металлизационного цинкового покрытия на конструкции ферм ПОАРЭ для гидроузла в Рязанской области.

Нанесение металлизационного цинкового покрытия с последующей окраской на установки освещения для стадиона г.Химки

Нанесение металлизационного цинкового покрытия на конструкции ферм ПОАРЭ для гидроузла в Рязанской области.

Металлизация алюминием металлической дымовой трубы

Дымовая труба ТЭЦ-26

Комбинированное металлизационное покрытие дымовой трубы

Нанесение цинкового покрытия на металлоконструкции подъемного механизма для компании Оптима-Строй. г. Москва.

Нанесение металлизационного цинкового покрытия на опору для канатной дороги олимпийского объекта. г. Сочи. Внешняя сторона.

Нанесение металлизационного цинкового покрытия на опору для канатной дороги олимпийского объекта. г. Сочи. Внутренняя сторона.

Антикоррозионное металлизационное покрытие металлоконструкций-ферм, двутавров.

Нанесение цинкового металлизационного покрытия на вышку сотовой связи.

Нанесение цинкового металлизационного покрытия на вышку сотовой связи.

Нанесение маркировки на металлоконструкцию после обработки

Нанесение маркировки на металлоконструкцию после обработки

Газопламенное напыление металлов

В продолжение предыдущего поста, развиваем рассказ о видах газотермических напылений. Сегодня речь пойдёт об одном из самых доступных и распространённых видах — газопламенном напылении металлов.

Технология газопламенного напыления позволяет использовать металлы, изначально находящиеся либо в виде порошка, либо в виде проволоки. Конструктивно системы различаются. В порошковых горелках металлический порошок подается из бункера (порошкового питателя), в проволочных системах металлическая проволока непрерывно подается из бухты, катушки, либо бочки.
В горелке, куда подается топливный газ, кислород и сжатый воздух, металл плавится и затем сжатым воздухом переносится на поверхность.
В силу особенностей, порошковые системы менее производительны по сравнению с проволочными, поэтому реже используются для напыления металлических порошков. Обычно их сфера применения — напыление износостойких либо жаростойких материалов на основе карбидов и оксидов металлов.

Читайте также:
Гидравлическая станция своими руками

Для напыления антикоррозионных и инженерных металлических покрытий чаще используется система с подачей проволоки. Существуют две основные разновидности таких систем. В обоих случаях используется смесь из топливного газа и кислорода. Для легкоплавких металлов, таких как цинк, алюминий, баббит, некоторые цветные металлы, в качестве топливного газа используется пропан. Для тугоплавких (сталь) используется ацетилен, который обеспечивает более высокую температуру горения факела.
Мы продаем и сами используем системы газопламенного напыления производства компании Metallisation (Великобритания). Это надежные, простые системы с пневматическим приводом подачи проволоки (есть модификации с электроприводом), которые безотказно служат десятилетиями, естественно при надлежащем обслуживании). Например, в России есть система, которой уже более 40 лет и на нее до сих пор заказчик покупает у нас запчасти.

Современная система на пропане MK 73 — это комплект, состоящий из газовой консоли для подготовки и регулировки подачи газов и воздуха, непосредственно самой горелки, комплекта шлангов и размотчика для проволоки.

Горелка МК 73 позволяет работать с проволокой диаметром от 2,0 мм до 4,76 мм, обладает высокой производительностью (до 32 кг цинка в час) и высокоэффективной распылительной головкой. Достаточно сложная конструкция распылительной головки, состоящая из большого числа деталей, позволяет добиться максимальной однородности газовой смеси и точной фокусировки факела вне горелки. Это гарантирует высокую скорость расплавления металлов при отсутствии перегрева деталей горелки.

В результате, работа с такой системой максимально эффективна с точки зрения производительности и затрат на эксплуатацию. Оператор очень быстро овладевает необходимыми навыками работы с ней и ее обслуживания.
Ну а мы, как сервисная компания, с ее помощью легко и гарантированно обеспечиваем высокое качество покрытия, которое определяется стабильностью толщины и минимальной пористостью и шероховатостью.

Помимо стандартных задач, данное оборудование позволяет, например, выполнять ремонт деталей со сквозной коррозией. Вот, например, видео, демонстрирующее такую работу:

МЫ ПРЕДЛАГАЕМ УСЛУГИ ГАЗОПЛАМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИХ ЦИНКА, АЛЮМИНИЯ, МЕДИ И ДРУГИХ МЕТАЛЛОВ ДЛЯ ЧАСТНЫХ ЗАКАЗЧИКОВ, АВТОМАСТЕРСКИХ И КОРПОРАТИВНЫХ КЛИЕНТОВ.

Особенности и преимущества газопламенного напыления

Газопламенное напыление: общие сведения о технологии и особенности присадочных материалов. Основные этапы технологического процесса. Выбор горючего газа. Преимущества и недостатки. Используемые установки и пистолеты при обработке металла.

Газопламенное напыление – метод нанесения специального покрытия на поверхность с целью получения дополнительных качеств. В качестве распыляемого материала используют металлические или полимерные порошки. Их нагревают до пластичного состояния с помощью пламени, которое формируется при сгорании смеси кислорода с пропаном или ацетиленом. Перенос на поверхность металла осуществляется с помощью сжатого воздуха.

Метод относится к категории газотермического напыления. По сравнению с другими способами металлизации он выгодно отличается высокой производительностью и низкой себестоимостью работ.

Общие сведения о методе газопламенного напыления

В основе метода лежит использование тепловой и кинетической энергии для повышения реставрационных, функциональных или декоративных характеристик изделия. Присадочный материал для выполнения работ выпускают в следующих формах:

  • проволока;
  • прутки;
  • порошок.

Для каждого вида существует своя сфера применения. Например, для реставрации деталей машин и механизмов специалисты рекомендуют использовать порошки. В отличие от проволоки они позволяют менять состав покрытия, что способствует повышению качества напыляемого слоя.

Процедура обработки изделия состоит из следующих этапов:

  1. Порошок подают в зону термической обработки. Он может поступать по каналам питателя или подаваться с внешней стороны горелки.
  2. Под действием высокой температуры присадочный материал оплавляется, приобретая пластичные свойства.
  3. Газ выполняет функции переноса состава на обрабатываемую поверхность. Летящие частицы перемещаются с большой скоростью – она может достигать 160 м/с.
  4. Распыленный материал формирует защитный слой при взаимодействии с поверхностью.

Существует и метод высокоскоростного газопламенного напыления, который отличается высокой скоростью подачи присадочного материала. Ввиду значительной отдачи исключена возможность обработки поверхности в ручном режиме. Все работы выполняют на автоматическом или роботизированном оборудовании.

Как было указано выше, температурная обработка осуществляется за счет тепловой энергии, которая образуется при сгорании горючего газа в кислородной среде. Наилучших результатов можно добиться при использовании ацетилена. Его температура горения варьируется в пределах 3100–3200 ºC. Для сравнения приведем аналогичные характеристики доступных заменителей:

Читайте также:
Велостанок своими руками
Вид горючего газа Теплота сгорания, кДж/м³ Температура пламени в кислородной среде, ºC Расход кислорода, м³/ч
Ацетилен 52800 3100-3200 2,5
Водород 10060 2100–2500 0,5
Метан 33520 2000–2700 2,03
Пропан 87150 2400–2700 5,15
Бутан 116480 2400–2700 6,8

  • окислительное;
  • нормальное;
  • восстановительное.

Во втором случае соотношение газов паритетное. Окислительное пламя характеризуется избытком кислорода, а восстановительное – горючего вещества.

  1. Благодаря малому тепловому воздействию на обрабатываемую заготовку существует возможность нанесения покрытия практически на любой материал: стекло, пластик, фарфор и даже дерево или бумагу. Другие методы модификации поверхности предназначены преимущественно для изделий из металла.
  2. В процессе обработки заготовка не подвергается тепловой деформации и не меняет своих параметров.
  3. С помощью установок для газопламенного напыления можно обрабатывать заготовку различными составами. Это позволяет придавать поверхности различные свойства без замены оборудования.
  4. Неограниченный размер обрабатываемой площади. Другие способы металлизации ограничены различными факторами: для цементации – размером печи, для электролитического осаждения – габаритами емкости с раствором.
  5. Низкая себестоимость обработки. Лучше всего эффект проявляется при газопламенном напылении больших площадей.
  6. Большая толщина покрытия позволяет использовать метод для реставрации различных деталей. Припуск под обработку не превышает 0,7 мм.
  7. Простота рабочего оборудования и его мобильность дает возможность применения газопламенного напыления в труднодоступных местах. Технологическая операция также не отличается особой сложностью.
  8. Благодаря широкому выбору присадочных материалов можно получить изделие с заданными свойствами, не прибегая к прочим методам модификации поверхности.

Естественно, имеются и недостатки:

  1. Газопламенное напыление малоэффективно при обработке мелких деталей. Это связано с высоким коэффициентом расхода присадочного материала.
  2. Тяжелые условия производства. Для предварительной подготовки изделия выполняют пескоструйную обработку, что приводит к повышенному уровню запыленности рабочего участка.
  3. В процессе напыления мелкие частицы состава остаются в воздухе. По этой причине к производственным помещениям предъявляют повышенные требования по системе вентиляции.

Назначение и применение метода

  • нанесение антикоррозийного покрытия;
  • восстановление баббитового слоя подшипников;
  • создание электропроводящего или электроизоляционного слоя;
  • декоративная обработка различных поверхностей;
  • устранение дефектов цветного и черного литья;
  • ремонт деталей вращения: валов, цапф или кулачков.

Свойства поверхности зависят от типа состава. Например, для повешения жаростойкости поверхности применяют газопламенное напыление алюминиевым порошком. Такая процедура называется алитированием.

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.

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.

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:

Напыление металлов

Напыление металлов позволяет улучшить характеристики деталей, работающих в условиях, связанных сильным изнашиванием и механическими концентрированными нагрузками. Металлизация поверхностей повышает устойчивость и увеличивает срок службы. Кроме решения технических задач, напыление используется во время производства декоративных изделий, бижутерии, в пищевой, фармацевтической и химической промышленностях. Для напыления могут применяться различные металлы, конкретный выбор зависит от технического задания.

Химическое хромирование

Используется для обработки деталей со сложной геометрической формой, процесс основан на восстановлении хрома из растворов солей при помощи гипофосфита натрия. Осадок имеет серый цвет, блеск приобретается после полирования. Химическое хромирование протекает в ваннах с таким составом растворов.

Состав растворов для химического хромирования

  1. Фтористый хром, г — 17
  2. Хлористый хром, г — 1,2
  3. Лимоннокислый натрий, г — 8,5
  4. Гипофосфит натрия, г — 8,5
  5. Вода, л — 1
  6. Температура, °С — 70-87

Скорость процесса хромирования может достигать 2,5 мкм/ч, для изготовления ванн используется устойчивый пластик. Металлизация сопровождается выделением ядовитых химических соединений, растворы негативно влияют на кожу людей. Во время производства работ следует соблюдать правила техники безопасности, для очистки воздушной среды устанавливается принудительная вентиляция. Мощность вентиляции рассчитывается исходя из объема помещения или рабочей зоны с учетом минимальной кратности обмена.

На промышленных предприятиях монтируется вентиляция пластиковая, она позволяет выдерживать рекомендованные технологические параметры при минимальных финансовых потерях. Для промышленного хромирования химическим методом применяются специально разработанные растворы с улучшенными показателями.

Промышленные растворы для химического хромирования

При приготовлении растворов первым растворяется хлористый хром. Затем согласно схеме могут растворяться лимонно-кислый натрий и фтористый хром. Для ускорения химических процессов в состав добавляется щавелевая кислота. Ионы хрома образуют с ней химически активный ион, скорость покрытия возрастает до 7 мкм/ч и более. Процентное содержание ингредиентов корректируется технологами с учетом поставленных конечных задач по обработке деталей.

Для получения расчетного покрытия необходимо выполнять следующие требования:

  1. Качественная подготовка поверхностей. Детали очищаются механическим и химическим способами, при необходимости поверхности шлифуются.
  2. Оборудование должно обеспечивать максимальную автоматизацию процесса для исключения вредного влияния человеческого фактора.
  3. Постоянный контроль за состоянием раствора, фильтрование, поддержание заданной концентрации, своевременная замена катода.

Нарушение рекомендованной технологии может становиться причиной отслоений покрытий или образования глубоких раковин. Необходимость исправления дефектов приводит к значительному увеличению себестоимости производства.

Линия химического хромирования

Визуальный контроль химических процессов производится за счет определения количества выделяемого водорода, технологи рекомендуют для улучшения процесса одновременно покрывать детали из нескольких металлов. Слишком интенсивное выделение водорода может становиться причиной появления раковин, скорость процесса регулируется в каждом конкретном случае.

Газоплазменное напыление

Газоплазменное напыления позволяет получать чистое покрытие с высокими показателями адгезии. Процесс протекает при температурах до +50 000°С, скорость струи оставляет 500 м/с, температура поверхности обрабатываемой детали составляет не более +200°С.

Газоплазменное напыление металлов

Шероховатость поверхности напыляемых деталей до 60 Rz, зона обдува должна на 2–5 мм превышать номинальный размер напыляемого участка. Для работы используются порошки одной фракции по размерам, необрабатываемые участки детали закрываются специальными экранами. Перед процессом поверхность деталей предварительно прогревается до рабочих технологических температур.

Режимы работы оборудования при газоплазменном напылении

Схема оборудования для напыления

Оборудование для порошкового напыления состоит из подвода газа (1), катода плазмотрона (2), корпуса катода (3), теплоизолятора (4), корпуса анода (5), порошкового питателя (6), подвода газа-носителя (7), плазменной дуги (8) и источника питания (9).

Газоплазменное напыление допускает финишную обработку покрытий для улучшения характеристик деталей, в таком случае толщина покрытия должна учитывать механическую шлифовку.

Напыление в вакууме

Перенос напыляемых металлов выполняется при разрежении 10 -2 Па, напыление может быть катодным, магнетронным или ионно-плазменным. Вакуум увеличивает прочность сцепления поверхностей. Оборудование для технологии может быть многокамерным или многопозиционным однокамерным. Первые линии состоят из нескольких установок, в каждой из которых выполняется определенное напыление металлов, агрегаты между собой соединены технологическими линиями для транспортировки деталей. Многопозиционные имеют несколько отдельных постов для напыления в одном объеме. Вакуумное напыление производится по следующим этапам:

  1. Создание вакуума заданной глубины. Мощные компрессоры откачивают воздух из камеры, металлизация контролируется автоматическими приборами.
  2. Распыление покрывающего материала. В зависимости от особенностей процесса напыление металлов может выполняться несколькими способами.
  3. Транспортировка деталей в зависимости от их состояния.

Установка вакуумного напыления

Технологические определения Вакуумное напыление – сложный технологический процесс, зависящий от нескольких параметров:

  1. Критическая температурная точка напыления. Выше этого значения весь объем направляемых частиц отражается от поверхности детали, напыление металлов приостанавливается. Параметр зависит от металла детали, состояния ее рабочей поверхности и свойств напыляемых материалов.
  2. Критическая плотность давления. Минимальная плотность, при которой осадочная пленка адсорбируется и становится неспособной принимать атомы металла, напыление прекращается. Контроль критической плотности в установках выполняется непрерывно, при необходимости параметры условий корректируются. В зависимости от состава пленки могут быть моно- или поликристаллическими и аморфными.

Для повышения производительности вакуумное оборудование комплектуется механизмами автоматизированной транспортировки деталей в камеру и из нее, экранами и манипуляторами, заслонками и прочими механизмами. Напыление осуществляется в полуавтоматическом режиме.

Использование вакуумного оборудования позволяет получать напыление металлов с максимальным коэффициентом адгезии, увеличивается скорость протекания процесса, покрытия отличаются повышенной твердостью и химической устойчивостью. Недостаток – высокая энергоемкость процесса. Кроме того, вакуумное напыление не рекомендуется использовать для деталей со сложным профилем поверхностей.

Газопламенное напыление

АКЗ компании Векфорт за 10 лет в цифрах

  • География наших проектов
  • Виды защищаемых конструкций
  • Защищено более 1,5 млн м 2
  • Заказы на АКЗ

Преимущества работы с нашей компанией

VF-Огнезащита-Металла

Система применяется на зданиях всех степеней огнестойкости и с любым классом пожарной опасности

VF-Огнезащита-Воздуховода

Система применяется на зданиях всех степеней огнестойкости и с любым классом пожарной опасности

VF-Огнезащита-Металла

Система применяется на зданиях всех степеней огнестойкости и с любым классом пожарной опасности

VF-Огнезащита-Воздуховода

Система применяется на зданиях всех степеней огнестойкости и с любым классом пожарной опасности

VF-Огнезащита-Металла

Система применяется на зданиях всех степеней огнестойкости и с любым классом пожарной опасности

VF-Огнезащита-Воздуховода

Система применяется на зданиях всех степеней огнестойкости и с любым классом пожарной опасности

VF-Огнезащита-Металла
VF-Огнезащита-Металла

Система применяется на зданиях всех степеней огнестойкости и с любым классом пожарной опасности

VF-Огнезащита-Воздуховода

Система применяется на зданиях всех степеней огнестойкости и с любым классом пожарной опасности

Огнезащитная краска
Джокер 521

Огнезащитная краска
ОЗК-01

Огнезащитная краска
Стабитерм-207

Огнезащитная краска
Стабитерм-209

Получить бесплатную консультацию

Если у вас остались вопросы по выполняемым нами работам, а также по требованиям для проведения работ по антикоррозионной защите поверхности вашего объекта, отправьте нам заявку, наши инженеры свяжутся и проконсультируют по всем вопросам.

Газопламенное напыление в компании «ВекФорт»

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.

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.

Области применения антикоррозионной защиты

  • Нефтегазовый комплекс
  • Транспортное строительство
  • Энергетика
  • Гидротехническое строительство
  • Судостроение и судоремонт
  • Промышленность
  • Гражданское строительство
  • Объекты железнодорожного транспорта

Основные критерии правильного выбора защитного покрытия

1. Тип защищаемой поверхности
2. Подготовка поверхности:
  • Абразивоструйная
  • Дробеструйная
  • Ручным либо механическим инструментом
3. Категория коррозионной активности окружающей среды:
СТАНДАРТ ISO 12944
СНИП 2.03.11-85
  • неагрессивная;
  • слабоагрессивная;
  • среднеагрессивная;
  • сильноагрессивная;
4. Необходимый срок службы покрытия:
  • Низкий – от 2 до 5 лет;
  • Средний – от 5 до 15 лет;
  • Высокий – более 15 лет.
5. Условия нанесения антикоррозионного покрытия:
  • Зимний период;
  • Летний период;
  • Заводские;
  • Строительная площадка.

Адрес: Москва, Зеленоград, Савёлкинский проезд,
дом 4, этаж 21

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

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
gmnu-nazarovo.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: