3.4 Подготовка поверхности деталей перед напылением

Существенным недостатком методов ГТН является необходимость предварительной подготовки поверхности детали – очистки ее от грязи, жиров, влаги, ржавчины, но самое главное – создании на ней соответствующей шероховатости. Это обусловлено необходимостью получения требуемой прочности сцепления покрытия с основой.

Как уже отмечалось, адгезия покрытия определяется действием ряда механизмов, из которых определяющее значение имеет механическое сцепление материалов покрытия и основы. Следовательно, для того, чтобы напыляемые частицы, которые ударяются и деформируются об основу, прочно сцеплялись с неровностями поверхности, основа должна быть достаточно шероховатой.

Для достижения этих целей используют несколько методов:

- дробеструйная обработка – осуществляется стальной или чугунной колотой дробью с размерами частиц 1мм.;

- пескоструйная обработка – осуществляется силикатным, морским или речным песком, гранитной крошкой, корундовой крошкой и т.д. При вышеперечисленных методах также осуществляется очистка от окислов, ржавчины.

- механическая обработка: нарезание т.н. «рваной» резьбы с шагом 0,5…2 мм. и глубиной 0,2…0,7 мм. – в зависимости от размеров детали; насечка зубилом и др.

- анодно-механическая обработка с нанесением язвин глубиной до 0,1 мм.;

- электроискровая обработка с нанесением язвин глубиной до 0,1 мм.;

- нанесение на поверхность детали подслоя материала, обладающего высокой адгезией к основному металлу (например: алюминида никеля AlNi или Мо).

В широкой практике наиболее распространены дробеструйная и пескоструйная обработка, а при напылении специальных покрытий – нанесение подслоя.

3.5 Газопламенное напыление

Наиболее распространенный способ, т.к. он наиболее прост и экономичен.

В качестве источника нагрева используется газовое пламя, получаемое при сгорании горючих газов в кислороде или воздухе. Горючие газы: ацетилен C₂Н_2, метан CН₄, пропан C₃Н₈, бутан C₄Н₁₀, смесь «пропан + бутан».

Наиболее высокая температура пламени получается при использовании ацетилено-кислородных смесей. Схема газопламенного напыления представлена на рис. 42.

Рис 42 Схема газопламенного напыления

1 – напыляемый порошок; 2 – газовый смеситель (Г – горючий газ); 3 – газопламенное сопло; 4 – газопламенная струя; 5 – воздушное сопло (ОГ – обжимающий газ – сжатый воздух); 6 – воздушный обжимающий поток; 7 – напыленное покрытие; 8 – деталь.

Наружный обжимающий газовый поток служит для удлинения высокотемпературной части газовой струи, повышения ее температуры и скорости. Эти факторы определяют качество напыления и производительность.

Параметры режима газопламенного напыления:

- конструктивные: диаметр газового сопла и обжимающего сопла зависят от типа горелки;

- давление горючего газа на входе в распылитель: Па;

- расход горючего газа: м³/час;

- давление и расход окислительного газа (кислорода или воздуха) – подбирается экспериментально;

- соотношение между окислительным и горючим газом: - ацетилен; - «пропан + бутан» - смесь;

- давление обжимающего газа Па, расход газа: м³/час;

- расход порошка: кг/час;

- дистанция напыления: 100…200 мм.

Недостатки процесса:

- невысокая производительность;

- невозможность нанесения покрытий из тугоплавких материалов;

- наличие в струе активных газов, взаимодействующих с частицами порошка, в результате чего происходит их окисление, выгорание, химические реакции и т.п.

- низкое качество покрытий – пористость, малая прочность сцепления и т.д.;

- низкий КПД нагрева порошковых частиц (до 10%).