Практическое занятие 2 выбор материалов для нанесения покрытия
Цель занятия: реализация требований к знаниям и умениям, какими должны овладеть студенты, по рациональному выбору материалов для нанесения покрытия в зависимости от его функционального назначения и формы изготовления (проволока, порошок, пруток, гибкий шнур).
По функциональному назначению газотермические покрытия выполняют такие функции:
- уплотняющее покрытие — обеспечивает необходимую стабильность зазоров в изделии или конструкции при их эксплуатации;
- термостойкое покрытие - имеет необходимую стойкость при многоразовых резких изменениях температуры;
- пробковое покрытие - сформированное на основе для приобретения ее формы и снятое с основы для использования с самостоятельной целью;
- терморегулирующее покрытие - обеспечивает регулирование поглощения и излучения поверхностью тепловых потоков;
Терморегулирующее покрытие, которое снижает действие тепловых потоков на поверхность называется теплозащитным покрытием;
- защитное покрытие - защищает поверхность от внешнего действия.
Защитные газотермические покрытия могут разделяться на:
- эрозионноустойчивые - покрытия которые снижают влияние высокоскоростных струй на поверхность;
- коррозионностойкие покрытия - увеличивают сопротивление поверхности коррозионному разрушению. Коррозионностойкое покрытие, которое увеличивает сопротивление поверхности от разрушения при высоких температурах называется жароустойчивым покрытием.
- износоустойчивые покрытия увеличивают сопротивление поверхности разным видам срабатывания.
Износоустойчивые покрытия в свою очередь делятся на:
- антифрикционные покрытия, которые снижают коэффициент трения в рабочей паре трения;
- фрикционные покрытия, которые увеличивают коэффициент трения;
- антиадгезионные покрытия, которые снижают склонность контактирующих поверхностей к адгезионному взаимодействию или сцеплению.
Покрытие может иметь как сугубо функциональное назначение при изготовлении новых деталей, так и для восстановления сработанных деталей и исправления брака.
Для напыления широко используются проволочные материалы из металлов или сплавов; порошковые материалы из чистых металлов, сплавов, оксидов, тугоплавких соединений и твердых сплавов, композиционных и механических смесей; прутковые материалы, преимущественно из оксидов, и гибкие шнуры.
Пластмассовые покрытия в основном напыляются порошковым материалом. Свойства некоторых материалов для напыления приведены в табл. 10, 11, 12, 13, 14, 15.
Таблица 10 - Металлы, которые используются для газотермического
напыления
Металл |
Состав % по массе |
Твердость покрытия |
Назначение |
Алюминий |
|
- |
Защита от корроии, электропроводимость |
Вольфрам |
|
|
Защита от розплава
|
Медь |
|
- |
Электропроводимое, экранирующее |
Молибден |
|
|
Защита срабатывания абразивными частичками, твердыми поверхностями при невысоких температурах |
Никель |
|
|
Защита от коррозии, промежуточный слой |
Тантал |
|
|
Защита от корозии |
Хром |
|
- |
Защита от срабатывания, коррозии, высокотемпературного окисления |
Таблица 11 - Порошки из сплавов, которые используются для напыления
Сплав |
Состав¸ % по массе |
Твердость покрития |
Назначение |
1 |
2 |
3 |
4 |
Никельхромовий |
|
|
Жаростойкое покрытие, прослойка |
Никельборкремниевый |
|
|
Защита от срабатывания |
Никельалюминиевый |
|
- |
Жаростойкое, прослойка |
Никельхромалюминиевый |
|
- |
Жаростойкое, прослойка, защита деталей из никелевых сплавов |
Никельхроммолибденкремниевый |
|
|
Защита от срабатывания и коррозии
|
Продолжение таблицы 11 |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
Кобальтхромвольфрамовый |
|
|
Защита от срабатывания и коррозии |
Медноникелевый |
|
|
Защита от фреттинг коррозии и кавитации |
Алюминийкремниевый |
|
- |
Восстановление изношенных деталей из алюминиевых и магниевых сплавов |
Низкоуглеродистая сталь |
|
|
Защита от срабатывания, восстановление деталей из углеродистых сталей |
Чугун |
|
|
Защита от износа, при невысоких температурах абразивными частицами и твердыми поверхностями |
Хромоникелевая сталь |
|
|
Защита от кавитации, корозии при невысоких температурах |
Бронза алюминиевая |
|
|
Защита от фреттинг-коррозии, кавитации, восстановление деталей из меди |
Оксиды алюминия-титана |
|
|
Защита от износа, при невысоких
температурах абразивом, электроизоляционная
защита от расплавов
|
Диоксид циркония, стабилизированный оксидом кальцит |
|
|
Теплоизолирующая защита от высокотемпературной эрозии |
Диоксид циркония, стабилизированный оксидом итрия |
|
|
Теплоизолирующее покрытие |
Силикат циркония |
|
- |
Защита от расплава металлов, стекла |
Продолжение таблицы 11 |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
Карбид вольфрами |
|
- |
Защита от износа, при невысоких температурах абразивом |
Вольфрам кобальтовый твердые сплавы |
|
|
Защита от износа при невысоких температурах абразивом, при фреттинг-коррозии |
Вольфрамтитантанталокобальтовые твердые сплавы |
|
- |
Защита от износа, при невысоких температурах абразивом, при фреттинг-коррозии, эрозии |
Карбиды хрома |
|
|
Защита от износа при повышенных температурах |
Карбид вольфрама кобальт |
|
|
Защита от износа, при невысоких температурах абразивом, фреттинг-корозии, эрозии |
Карбид хрома никель |
|
- |
Защита от износа при повышенных температурах |
Алюминий-никель |
|
|
Защита от срабатывания при невысоких и повышенных температурах, эрозии, кавитации, фреттинг-корозии |
Титан-никель |
|
- |
Защита от износа и коррозии |
Никель-алюминий |
|
|
Защита от износа при фреттинг-корозии, эрозии |
Медь-алюминий |
|
|
Защита от фреттинг-корозии, кавитации |
Чугун-молибден-алюминий |
|
|
Защита от износа при невисоких температурах абразивом, фреттинг-корозии |
Окончание таблицы 11 |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
Нихром-молибден-алюминий |
|
|
Защита от износа при температурах до 760-8700С абразивом, фреттинг-коррозии, кавитации |
Оксид алюминия-диоксида титана |
|
|
Защита от износа при невысоких температурах абразивом, фреттинг-коррозии, кавитации, эрозии |
Никельхромборкремниевые сплавы с карбидом вольфрама |
|
Матрица:
|
Защита от износа при невысоких температурах абразивом, фреттинг-корозии, эрозии |
Никельхромборкремниевый сплав с молибденом |
|
|
Защита от износа при невысоких температурах абразивом |
Карбид хрома с нихромом |
|
|
Защита от износа при повышенных температурах абразивом, при фреттинг-корозии, эрозии |
Карбид хрома с кобальтом |
|
- |
Защита от износа |
Диоксид цирконию з КП «никель-алюминий» |
|
- |
Защита от износа, окисления при повышенных температурах, термостойкое |
Оксид алюминия с диоксидом титана |
- |
|
Защита от износа при невысоких температурах абразивом |
Оксид хрома з диоксидом титана |
|
|
Защита от износа при невысоких температурах абразивом |
Карбид титана |
|
- |
Защита от износа при невысоких температурах |
,
карбид
Таблица 12 - Порошки из медных сплавов
Марка |
Химический состав, % |
Свойства покрытия |
ПР-Бр АЖНМц 8,5-4-1,5 |
|
Покрытия имеют высокие антифрикционные свойства и хорошую износостойкось в условиях смазывания маслом или без него |
ПР-Бр АЖНМц 8,5-3-1,5 |
|
|
ПР-Бр АН 8,5-3 |
|
|
ПР-НМ 40 |
|
|
ПР-Бр А 8,5 |
|
Таблица 13 - Свойства покрытий из гибких шнуров диаметром 4,2;
4,76 мм на основе оксидов
Матераал основы |
Твердость, HV |
Температура плавления, 0С |
Пористость, % |
Толщина покриыия, мм. |
Допуск на оброботку |
Производительность напыления, г/ч |
Метод оброботки |
Оксид алюминия |
1000 |
2000 |
7 |
0,5-1 |
0,2-0,3 |
1000 |
Шлифовальный круг
|
|
1400 |
2000 |
7 |
- |
- |
1000 |
Шлифовальный круг |
|
2000 |
1600 |
- |
0,20-0,25 |
0,15-0,25 |
500 |
Шлифовальный круг, алмазный |
|
700 |
1600 |
- |
- |
- |
1000 |
Шлифовальный круг |
Самофлюсующие шнуры на основе никеля |
|
1200 |
- |
- |
- |
1000 2000 |
Шлифовальный круг, алмазный |
Таблица 2.14. Приминение покрытий из пластмас
Материал |
Температура, 0С |
Рекомендованные границы применения |
||
Размягчения |
Растекания |
Эксплуатации |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Полиэтилен |
110-120 |
190-200 |
От -20 до +50 |
Защита от коррозии в растворителях кислот, электроизоляционные, вакуумно-плотные покрытия |
Полеэтилен 50%+полистерол 23%+графит 15% |
- |
- |
От -10 до +50 |
Защита химического оборудования от влажных газов |
Полиэтилен 60%+полистирол 30%+сурик железный 10% |
- |
- |
От -10 до +50 |
Защита химической аппаратуры от действия сухих газов |
Полиэтилен 98%+сажа газовая 2% |
110-120 |
190-200 |
От -20 до +50 |
Химически стойкие, вакуумно-плотные покрытия |
Полиэтилен 94%+моностраль синий 3%+смола 101-а 3% |
- |
- |
От -10 до +40 |
Химически стойкие, вакуумно-плотные покрытия |
Поливинил-бутираль |
160-170 |
200 |
От -50 до +50 |
Защита от коррозии в слабых растворах кислот. Защитно-декоративные и электроизоляционные покрытия |
Пластмасса ПФН-12 |
- |
- |
- |
Выравнивание поверхности (в автомобильной и авторемонтной промышленности) |
Пластмасса ТПФ-37 |
- |
- |
- |
То же |
Полиамид П-68 |
- |
250 |
- |
Износостойкие антифрикционные покрытия |
Капрон |
- |
250 |
- |
Износостойкие антифрикцийонные покрытия |