
- •Міністерство освіти і науки України Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"
- •Рекомендовано Міністерством освіти і науки України для студентів вищих навчальних закладів
- •Теоретичні відомості 84
- •Композиційні електролітичні покриття 196
- •1. Покриття. Поняття та визначення
- •1.1. Газотермічні покриття
- •1.2. Вакуумно-конденсаційні покриття
- •1.3. Газофазні покриття
- •1.4. Композиційні електролітичні покриття
- •2. Матеріали для нанесення покриття
- •2.1. Дроти
- •Поширені типи цільнотягнутого дроту, що рекомендуються для використання при нанесенні покриття
- •2.2. Порошки
- •2.3. Пруткові матеріали та гнучкі шнури
- •2.4. Матеріали для аморфного покриття
- •Матеріали серії амотек для газотермічного напилення аморфного покриття
- •3. Технологічні процеси підготовки поверхонь
- •4. Газотермічні процеси нанесення покриття
- •4.1. Теоретичні відомості
- •4.2. Газополуменеве напилення
- •4.3. Детонаційне напилення
- •4.4. Електродугове напилення
- •Характерні показники якості покриття при електродуговому напиленні (за даними фірми Sulzer Мetсо)
- •4.5. Плазмове напилення
- •4.6. Газодинамічне напилення покриття
- •5. Вакуумно-конденсаційні процеси нанесення покриттів
- •5.1. Теоретичні відомості
- •5.2. Вакуумно-конденсаційне напилення термічним випаровуванням
- •5.3. Іонно-плазмове вакуумно-конденсаційне напилення покриття термічною сублімацією матеріалу
- •5.4. Вакуумно-конденсаційне нанесення покриття іонним розпиленням
- •6. Технологічне устаткування для нанесення покриття
- •6.1. Обладнання для газотермічних процесів нанесення покриття
- •6.1.1. Класифікація обладнання
- •6.1.2. Обладнання для газополуменевого напилення
- •Технічні характеристики газополуменевих установок для напилення
- •6.1.3. Обладнання для детонаційного напилення
- •6.1.4. Обладнання для електродугового напилення
- •6.1.5. Обладнання для плазмового напилення
- •Технічні характеристики установок для плазмового напилення
- •6.1.6. Обладнання для нанесення покриття у динамічному вакуумі
- •6.1.7. Обладнання для газодинамічного нанесення покриття
- •6.2. Обладнання для вакуумно-конденсаційних процесів нанесення покриття
- •6.2.1. Класифікація обладнання та комплектація установок
- •6.2.2. Установки для вакуумно-конденсаційного нанесення покриття
- •7. Хімічне осадження з газової (парової) фази
- •8. Композиційні електролітичні покриття
- •Список рекомендованої літератури
Технічні характеристики газополуменевих установок для напилення
Характеристика |
УГПЛ |
УГПН-005 |
УГПТ |
УПН-8-68 |
Л5405 |
УН-134 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Витрати газу, м3/год |
|
|
|
|
|
|
ацетилен |
0.8...1.0 |
|
1,33 |
1,7 |
0,9...1,8 |
0,2...1,0 |
пропан-бутан |
|
0,2...3,0 |
|
|
0,2...3,0 |
0,2...3,0 |
кисень |
|
0,2...10,0 |
2,95 |
2,2 |
0,1...10,0 |
0,2...6,0 |
стиснуте повітря |
25...30 |
0.1...8 |
|
|
0,1...8,0 |
0,2...4,0 |
Тиск газу, МПа: |
|
|
|
|
|
|
ацетилен |
0,03...0,1 |
|
|
0,035...0,05 |
0,07...0,1 |
0,1 |
пропан-бутан |
|
0,3 |
|
|
0,22...0,25 |
0,15 |
кисень |
|
0,8 |
|
0,5 |
0,2...0,8 |
0,8 |
стиснуте повітря |
0,3...0,6 |
0,5 |
|
|
0,07...0,35 |
0,5 |
Продуктивність, кг/год |
|
6-20 |
2,2 |
|
1,8...10,0 |
|
Zn |
7 |
|
|
|
|
|
NiCrBSi |
|
|
|
10 |
|
6...16* |
АІ203 |
|
|
|
1,5 |
|
|
полімер ПФН-12 |
11 |
|
|
|
|
|
ПГ-10Н-01 |
|
|
5,0 |
|
|
|
Грануляція порошку, мкм |
|
|
З0...160 |
ЗО...150 |
ЗО...250 |
|
цинк |
5...10 |
|
|
|
|
|
полімер ПНФ-12 |
150...250 |
|
|
|
|
|
Місткість бункера, дм3 |
10 |
8 |
|
2 |
2,5 |
3 |
маса, кг |
16 |
ЗО |
|
17 |
75 |
75 |
КВМ |
0,85 |
|
0,9 |
0,7 |
|
|
* Продуктивність при використанні ацетилену
Для надзвукового напилення розроблені пальники типу Jet Kote.
Установка Jet Kote складається з пальника, блоку керування та автономного живильника порошку. Пальник складається з газозмішуючої камери, камери згоряння та сопла. У камері згоряння відбувається по переднє згоряння суміші окислювача і палива з підвищенням тиску. На виході з сопла створюється струмінь продуктів згоряння з температурою 3100 °С і швидкістю 1370 м/с. Порошок вводять по вісі струменю. Швидкість часток порошку (88% карбіду вольфраму та 12% кобальту) розміром 45 мкм досягає величини більше 900 м/с, коефіцієнт використання матеріалу 70...75%. Як пальний газ в установці використовується метил-ацетилен-пропадієн. Окислювачем є кисень, для запалювання полум'я використовується водень, для транспортування порошку - азот.
В установці Jet Kote II швидкість часток карбіду вольфраму сягала значень більше 830 м/с, а часток сталі більше 980 м/с. Витрати пального газу (пропану) становлять 7...10 м3/год, кисню - 28...40 м /год, азоту-1 м3/год, водню - 0,14 м3/год та води для охолодження - 2,7 м3/год. Продуктивність установки, за даними фірми "Кебот" (США), становить 2...2,5 кг/год для керамічних матеріалів та 4...6 кг/год для металічних при коефіцієнті використання матеріалу 70%.
Для процесів HVOF для отримання високої швидкості часток, що в 5...10 разів перевищує швидкість часток у звичайних пальниках, необхідні в 10...15 разів більші питомі витрати пального газу. Цей недолік обмежує використання обладнання для HVOF-процесу.
На рис. 6.12 наведена схема пістолету з водяним охолодженням моделі HV-2000 для HVOF процесу, який використовує суміш кисню з воднем, пропіленом, пропаном та ацетиленом. Вага пістолету без при-єднальних кабелів 3,86 кг, витрати води 26,5 дм3/хв.
Рис. 6.12. Пістолет для HVOF-процесу HV-2000:
а - загальний вигляд пістолета; б - схема пістолета
За останній час розроблено ряд пальників для HVOF. Технічні характеристики деяких з них наведені у таблиці 6.3.
Таблиця 6.3
Деякі параметри пальників для HVOF
Тип пальника |
Тиск у камері, кПа |
Швидкість струменю, Мах |
Швидкість, м/с |
|
струменю газу |
порошку |
|||
Diamonnd jet |
207 |
1,5 |
1350...2010 |
470...700 |
jet Kote |
414 |
1,65 |
1470...2190 |
500...900 |
CDS, TOP Gun |
414 |
1,8 |
1670...2430 |
570...850 |
J-Gun |
818 |
2,15 |
1920...2880 |
670...1000 |