6.4. Напыляемые материалы

В качестве напыляемого материала можно использовать практически все материалы, существующие в твёрдом виде, которые в процессе напыления не испаряются и не изменяют значительно своих свойств. Напыляемые материалы применяют в виде проволоки, прутков и порошка. Проволоку и прутки используют при газовом, дуговом и электроимпульсном напылении, а порошки – при плазменном, детонационном и газопламенном напылении.

6.4.1. Напыляемые материалы в виде проволоки

Алюминий. Алюминиевое покрытие используют для защиты чёрных металлов от коррозии, а в случае последующего диффузионного отжига покрытия происходит диффузия алюминия в основной металл, что позволяет получать слой, обладающий стойкостью к высокотемпературному окислению. Проволоку с алюминиевым покрытием используют в качестве электрических проводов.

Для напыления используют алюминиевую проволоку, содержащую не менее 99,85% Al.

Цинк. Цинковое покрытие используют для защиты чёрных металлов от коррозии.

Проволоку для напыления изготовляют из наиболее чистого цинка – не менее 99,995% Zn. Чем чище цинковая проволока, тем мельче она распыляется и тем плотнее и качественнее получаемое покрытие.

Молибден. В связи с хорошей адгезией молибдена к чёрным металлам его часто используют для нанесения подслоя, на который затем напыляют слой требуемого материала.

Само молибденовое покрытие используют как средство повышения жаростойкости. Молибден является единственным промышленным металлом, обладающим стойкостью к горячей концентрированной соляной кислоте.

Для напыления используют материал с содержанием не менее 99,95% Мо.

Олово и его сплавы. Лужение как способ повышения кислотостойкости и коррозионной стойкости широко используют в производстве пищевой тары. Для этой цели используют олово самой высокой чистоты, уделяя особое внимание содержанию мышьяка.

Баббитовое покрытие, состоящее из олова и свинца, используют во вкладышах подшипников.

Медь и её сплавы. Для напыления используют проволоку из следующих материалов на основе меди:

1. чистая медь (не менее 99,0% Cu) используется для нанесения электропроводных и декоративных покрытий;

2. алюминиевая бронза (5…12% Al) с добавлением небольшого количества железа, никеля и марганца обладает высокой коррозионной стойкостью, особенно в морской воде, а также стойкостью к действию серной и соляной кислот, однако она не обладает стойкостью к азотной кислоте. Кроме того, бронза хорошо противостоит коррозионной усталости, является эрозионностойкой и износостойкой;

3. фосфористая бронза с содержанием 0,03…0,35% Р, применяемая в качестве раскислителя, обеспечивает покрытие, обладающее высокой износостойкостью; её используют для упрочнения новых и восстановления изношенных частей валов и подшипников скольжения судовых механизмов. Красивый светло-коричневый цвет покрытия фосфористой бронзы может быть использован для декоративной отделки;

4. латуни, обладая хорошей коррозионной стойкостью, корродируют в морской воде при повышенных температурах. Для напыления используют судостроительную латунь, стойкую к морской воде;

5. свинцовистая бронза представляет собой медный сплав, содержащий 23…42% Pb. Покрытие антифрикционной свинцовистой бронзы, обладающее стойкостью к схватыванию при высоких удельных нагрузках, широко используют в подшипниках, работающих в режиме высоких скоростей и удельных нагрузок.

Никель и его сплавы. При проволочном напылении используют следующие материалы этой группы:

1. чистый никель применяют для защиты от эрозионного воздействия. Никель растворяется в азотной кислоте и царской водке, но довольно медленно растворяется в соляной и серной кислотах, не корродирует в воде и устойчив в большинстве химических соединений;

2. нихром (сплав 80% Ni и 20% Cr) практически не окисляется при высокой температуре и хорошо противостоит действию некоторых кислот и щелочей, что предполагает нанесение нихромового слоя на изделие с целью повышения его жаростойкости и коррозионной стойкости. Вместе с тем, покрытие из нихрома нестойко при высокой температуре в среде, содержащей сероводород и сернистый газ. Также оно нестойко в азотной и соляной кислотах;

3. монель обладает высокой коррозионной стойкостью и кислотостойкостью, хорошо противостоит действию солёной воды, в нейтральных и щелочных растворах практически не корродирует. По отношению к слабым кислотам обладает сравнительно хорошими антикоррозионными свойствами.

Углеродистая и низколегированная сталь. Эти стали наиболее широко используют для повышения износостойкости деталей машин. Их широко применяют также для реставрации изношенных деталей.

Коррозионно-стойкая сталь. Предназначенную для напыления сталь, обладающую высокой коррозионной стойкостью и жаростойкостью, можно разделить на две группы:

1. Мартенситная коррозионно-стойкая сталь. Быстрое охлаждение металла Fe – Cr, находящегося в области аустенитного или аустенитно-ферритного состояния, обеспечивает получение структуры мартенсита. Высокоуглеродистые стали при этом приобретают высокие износостойкость и коррозионную стойкость.

2. Аустенитная коррозионно-стойкая сталь. Сплавы системы Fe – Cr – Ni и Fe – Cr – Ni – Mn при нормальной температуре имеют структуру аустенита. Аустенитные стали обладают высокой коррозионной стойкостью и жаростойкостью.

Серебро. Этот металл используют для напыления электрических контактов и нанесения покрытий на оси перед напрессовкой деталей (толщина покрытия ~0,1 мм).