2. Матеріали для нанесення покриття

Для нанесення покриття методами газотермічного напилення вико­ристовують матеріали у вигляді суцільного дроту, порошку, порош­кового дроту, прутків та гнучкого шнура.

Дроти отримують волочінням з різних металів і давно використо­вують у техніці. Перший металізатор для напилення дротом було виго­товлено у 1917 році. У 1921 році М. Шооп створив апарат моделі РЄ, де для напилення використовував порошок.

У 1955 році фірма "НОРТОН" (США) почали використовувати газополуменеве розпилення прутків з порошків оксидів з торговою маркою "РОКАЙД". У той же час були спроби виготовлення керамічних мате­ріалів для напилення у вигляді гнучких шнурів з органічною зв'язкою (суміші поліетилену, поліізобутілену та інші). В останній час запропо­новано використання для напилення порошкових дротів з металевою оболонкою, всередині якої розташовується порошок.

2.1. Дроти

Використання дроту забезпечує безперервне і рівномірне подаван­ня матеріалу в зону плавлення, що дозволяє підтримувати стабільний процес його розпилення і якість покриття, що отримується. Для нане­сення покриття можна використовувати практично всі типи дроту, які використовуються для зварювання та наплавлення, бандажний, пружин­ний та товарний дріт з чорних та кольорових металів і сплавів.

Основні типи цільнотягнутого дроту, який використовується для на­несення покриття електродуговим, газополуменевим і плазмовим мето­дами напилення наведені у таблиці 2.1.

Сталевий дріт був одним з перших матеріалів для напилення. Він використовується для нанесення зносостійкого та корозійностійкого по­криття. Зносостійкість забезпечується при використанні дроту з вугле­цевої, низько- та високолегованої сталі. Корозійна стійкість забезпечу­ється за рахунок використання дроту з мартенситних та аустенітних сталей.

Мартенситну структуру отримують при швидкому охолодженні покриття системи Ре-С, що знаходиться в області аустенітного або аус-тенітно-ферітного стану. При цьому високовуглецеві сталі набувають значну корозійну стійкість.

Аустенітну структуру при звичайній температурі мають покриття типу Ре-Сг-Ni та Ре-Сг-Ni-Мn. Для таких сталей характерна підвищена корозійна стійкість та жаростійкість. Вибір відповідної марки сталі визна­чається параметрами робочого середовища.

Для зносо- та корозійностійкого покриття, що отримується напилен­ням, можна використовувати той самий дріт суцільного перерізу, що і для дугового наплавлення.

Таблиця 2.1

Поширені типи цільнотягнутого дроту, що рекомендуються для використання при нанесенні покриття

Марка дроту	Тип металу, що напилюється	Т Твердість НВ покриття	Галузь використання
1	2	3	4
Св-0,8; Св-10Г2; Св-08ГС;Св-12ГС; Нп20; Нп-30	Низьковуглецева сталь	150-250	Відновлення розмірів дета­лей з вуглецевих сталей, чавуну
Нп65; Нп-65Г; Нп80	Високовуглецева сталь	280-500	Нанесення зносостійких ша­рів на робочі поверхні валів, вістей, цапф, втулок, шківів, шестерень, направляючих, що працюють в умовах тертя ковзання зі змащуванням або нерухомих посадок
Нп-20Х13; СВ-20Х13; НП-30Х13; Нп-40Х13	Хромиста сталь	300-550	Нанесення зносостійкого по­криття на вали, вісі, криль­чатки корпусів насосів та іншого обладнання, що пра­цює у слабкоагресивному середовищі
Св-06Х19Н9Т; Св-08Х19Н10Г2Б; Св-4Х19Н11ГМЗ; Св-02Х25Н13; Св-06Х16Н25АМ6	Хромонікелева, високолегована сталь	130-210	Нанесення антикорозійного захисного покриття та віднов­лення розмірів деталей на­сосів, гідротурбін, гідроцилін­дрів та інших виробів, що працюють у агресивному середовищі
НП-Х20Н80Т; Нп-Х16Н65	Нікельхромовий сплав	135-165	Нанесення жаростійкого, ко­розійностійкого і теплозахис­ного покриття на вихлопні труби, голівки поршнів, стерж­ні вихлопних клапанів, еле­менти обладнання термічних печей

Поряд зі сталлю для напилення використовують алюміній, цинк, молібден, олово та його сплави, мідь та її сплави, нікель та його сплави, свинець.

Алюмінієве покриття використовують для захисту чорних металів від корозії, а при використанні дифузійного відпалу покриття відбуваєть­ся дифузія алюмінію у основний метал, що дозволяє отримати шар, стійкий до високотемпературного окислення.

Цинкове покриття захищає чорні метали від корозії. Дріт для на­пилення повинен бути з найбільш чистого цинку. Чим він чистіше, тим дрібніше він розпилюється, тим щільніше й якісніше покриття.

Молібден використовують для нанесення підшару, на який потім напилюють шар потрібного матеріалу. Це пов'язано з доброю адгезією молібдену до чорних металів. Молібденове покриття може викорис­товуватись для підвищення жаростійкості деталей. Молібден - єдиний метал, що стійкий до гарячої концентрованої соляної кислоти. Для напи­лення використовують матеріал, який вміщує не менше 99,95% Мо.

Олово та його сплави використовують для нанесення покриття та лудіння як спосіб підвищення кислотостійкості та корозійної стійкості, широко використовується у виробництві харчової тари. Для цього вико­ристовують олово високої чистоти, звертаючи особливу увагу на вміст миш'яку.

Бабітове покриття, яке складається з олова та свинцю викорис­товують у вкладишах підшипників.

Чиста мідь (не менше 99,9%) використовується для струмопровідного та декоративного покриття.

Алюмінієва бронза (5...12% АІ) при додаванні невеликої кількості заліза, нікелю, марганцю має високу корозійну стійкість, особливо у морській воді, а також стійкістю до сірчаної та соляної кислоти, але не має стійкості до азотної кислоти. Крім того, бронза добре протидіє ко­розійній втомлюваності, є ерозійностійкою та зносостійкою.

Фосфориста бронза з вмістом 0,03...0,35% Р, використовується у якості розкислювача, забезпечує покриття високої зносостійкості.

її використовують для зміцнення нових і відновлення спрацьованих валів і підшипників ковзання судових механізмів. Покриття з фосфо­ристої бронзи має світло-коричневий колір і може використовуватись як декоративне покриття.

Свинцевиста бронза - мідний сплав, який має 23...42% РЬ. Таке вкриття, яке має стійкість до схоплювання при високих питомих навантаженнях, широко використовується у підшипниках, що працюють у ре­жимі високих швидкостей та питомих навантажень.

Латунь має добру корозійну стійкість, але кородує у морській воді при підвищених температурах. Для напилення використовують суднобудівельну латунь, стійку у морській воді.

Чистий нікель використовують для захисту від ерозії. Нікель розчиняється у азотній кислоті і "царській горілці", достатньо повільно у соля­ні та сірчаній кислоті, не кородує у воді і стійкий до більшості хімічних сполук. Покриття із нікелю використовується при зміцненні і відновленні циліндрів компресорів, деталей гідронасосів, матриць для виготовлення репродукцій.

Ніхром (сплав 80% № та 20% Сг) практично не окислюється при ви­си температурі і добре протидіє деяким кислотам і лугам, що передбачає нанесення ніхромового шару на вироби для підвищення його жаростійкості та корозійної стійкості. Разом з тим покриття з ніхрому не стійке при високій температурі у середовищі, яке вміщує сірководень, сірчаний газ, а також до азотної та соляної кислоти. Ніхром також використовують в якості проміжного прошарку для поліпшення зчеплення при напилені термобар'єрного покриття.

Монель-метал має високу корозійну стійкість та кислотостійкість, добре протидіє солоній воді, у нейтральних та лугових розчинах практично не кородує. По відношенню до слабих кислот має добрі антикорозійні властивості.