2 Методы напыления
2.1 Классификация методов напыления
Первоначально метод напыления покрытий заключался в распылении расплавленного металла высокоскоростной струей воздуха или горячих газов (рис. 2.1).
Рисунок 2.1 – Напыление, основанное на распылении расплавленного
металла
Первый металлизационный аппарат был изготовлен Шоопом (Швейцария) приблизительно в 1910 г. В этом аппарате расплавленный металл, имеющий низкую температуру плавления, подавался в струю горячего воздуха, который подогревался в змеевике газовыми горелками. В струе расплавленный металл распылялся на мелкие частицы, которые напылялись на обработанную соответствующим образом поверхность детали (рис. 2.2) [1].
Рисунок 2.2 – Устройство для напыления покрытий из расплава
Аппараты, основанные на использовании этого метода, получались громоздкими и малопроизводительными. Развитие техники потребовало создания более надежных, высокопроизводительных устройств, способных напылять самые разнообразные материалы.
Были разработаны надежные источники теплоты, имеющие высокие энергетические характеристики и длительный ресурс работы, созданы надежные методы подачи напыляемых материалов в высокотемпературную струю.
В настоящее время существует много различных типов установок для напыления. С изменением характера и увеличением масштабов производства повышаются мощности и размеры аппаратов для напыления, возрастает их производительность и совершенствуется механизация процессов напыления.
По типу источника тепловой энергии, которая используется для расплавления напыляемого материала, существующие конструкции аппаратов для напыления в основном можно разбить на два вида: газопламенные и электрические. В газопламенных аппаратах используется теплота, выделяющаяся при горении смеси «горючий газ — кислород». Электрические аппараты основаны на использовании теплоты электрической дуги.
Наиболее широкое применение находит метод газопламенного напыления, который используют для напыления и последующего оплавления покрытий из самофлюсующихся сплавов на основе никеля и кобальта, а также для напыления керамических и других тугоплавких материалов. Одним из специальных видов газопламенного напыления является напыление, при котором используется энергия детонации смеси ацетилена с кислородом. Этот вид напыления позволяет наносить покрытия из материалов с еще более высокой температурой плавления.
Из электрических видов напыления наиболее старым является способ электродуговой металлизации. Ранее при электрометаллизации использовали дугу, горящую на переменном токе, что не позволяло получать устойчивый процесс распыления проволоки. Теперь в электрометаллизационных аппаратах для создания дуги используют постоянный ток, что обеспечивает лучшую стабильность работы.
В последние годы были разработаны и начали применять в промышленности плазменные распылители и установки для высокочастотного индукционного напыления, которые по сравнению с ранее существовавшими методами имеют более широкие технологические возможности для напыления покрытий и деталей практически из любых материалов.