3.3.2.2 Підготування порошкових матеріалів

Безперервна і рівномірна подача порошку на розпилення відбувається при його добрій сипучості. Порошки гігроскопічні, тому, для запобігання злипанню і утворенню грудок, їх треба зберігати у герметичній тарі. До порошків ставляться вимоги по гранулометричному складу. Тому порошки треба просіювати на приладах для ситового аналізу типу 026М, інакше при напиленні надто великі частинки не прогріваються до необхідної температури, а дрібні згорають, що приводить до зниження коефіцієнта використання порошкового матеріалу. На практиці найчастіше використовують порошки з розмірами частинок від 40 до 100 мкм. Переважаючою є сферична форма окремих частинок порошка, що покращує сипучість і рівномірність нагрівання частинок у полум'ї. Перед напиленням, особливо після довгого зберігання у сирих приміщеннях, порошки прожарюють при товщині шару порошку не більше 50 мм. Після прожарювання порошки просівають через сито з клітинками від 100 до 125 мкм.

3.3.2.3 Напилення покриття

Технологія газополуменевого напилення дроту широко використовується у промисловості. До режимів технології ставляться наступні вимоги:

– напилення покриття починають не пізніше чотирьох годин, а повністю обробка повинна бути закінчена не пізніше, ніж за вісім годин після попередньої обробки поверхні;

– стиснуте повітря подається сухим, без домішок масла, під тиском не менше 0,35 МПа;

– пальник запалюють і регулюють на віддалі від поверхні, яку будуть напиляти.

Віддаль до поверхні деталі повинна складати при напиленні від 75 до 250 мм. Величина цієї віддалі залежить від матеріалу, що напиляється, діаметру дроту і властивостей покриття. При дуже малій відстані від сопла до деталі може виникнути перегрівання і деталь може деформуватись. Якщо віддаль перевищує оптимальне значення, то температура розплавлених частинок понижається, що приводить до утворення пухкого покриття і зменшує міцність зчеплення шару, що напиляється, з основою, що у свою чергу приводить до відшарування покриття. Найкращі властивості покриття отримує при вдарянні частинок до поверхні під кутом 90 ⁰. Мінімально можливий кут – 45 ⁰, так як при зменшенні кута вдаряння частинок, зменшується їх деформація на поверхні деталі. Швидкість подачі матеріалу, що напиляється, встановлюється для кожного сплаву. Не допускається як мала, так і дуже велика швидкість. При зменшенні швидкості подачі розміри частинок зменшуються і вони швидше охолоджуються під час руху від пальника до поверхні. Тому, теплова енергія співударяння частинок з поверхнею, зменшується. За рахунок цього зменшується міцність зчеплення покриття з основою. При надто великій швидкості подачі дроту збільшується довжина дільниці дроту, на котрій відбувається розплавлення, що може привести до значного окислення дроту у процесі розплавлення, утворенню великих частинок і погіршення якості поверхні.

При напиленні режим роботи пальника, швидкість переміщення і віддаль напилення повинні підтримуватись постійними. Швидкість переміщення пальника або основи при напиленні на плоскі поверхні складає від 10 до 26 м/хв, крок напилення – від 6,4 до 12,7 мм. Напилення на циліндричні поверхні проводиться при швидкості подачі від 1,6 до 6,4 мм/оберт.

Температура нагрівання основи не повинна перевищувати 260 ⁰С, бо внаслідок нагрівання основи відбувається зниження міцності зчеплення з основою. Для того, щоб покриття не утворювало тріщин, необхідно попередньо нагрівати основу до температури від 120 до 150 ⁰С.

Мінімальна товщина покриття залежить від припуску на обробку після напилення і деякого допуску на можливе зношування (таблиця 3.7).

Таблиця 3.7 – Значення товщини покриття у залежності від діаметра вала

Діаметр вала, мм	менше 25,4	25,4– 50,8	50,8– 76,2	76,2– 101,6	101,6– 127,0	127,0– 152,4	більше 152,4
Товщина покриття, мм	0,25	0,38	0,51	0,61	0,76	0,89	1,02

Значення, приведені у таблиці 3.7 відповідають найбільш загальним випадкам. Для ділянок, де треба виконувати напресовування, незалежно від діаметру вала, слід напиляти покриття товщиною 0,13 мм.

Від способу попередньої обробки поверхні у значній мірі залежить товщина покриття. Нарізання різьби дозволяє наносити більш товсті покриття, порівняно з підготуванням поверхні дробо– або піскоструминною обробкою, або нанесенням підшару.

Найбільш якісні покриття можна отримати при напиленні спочатку підшару термореагуючим порошком товщиною від 0,05 до 0,15 мм, а потім основного шару зносостійким порошковим сплавом товщиною до 2 мм. Підшар і основний шар наносять на однакових режимах (таблиця 3.8).

Таблиця 3.8– Режими напилення покрить

Назва параметра	Значення
Тиск кисню, МПа Тиск ацетилену, МПа Витрата кисню, дм3/год Витрата ацетилену, л/год Віддаль від зрізу мундштука до поверхні, мм Поздовжня подача, мм/об. Витрата порошку, кг/год. Температура попереднього підігрівання, 0С	0,35 – 0,45 0,03 – 0,05 960 – 1100 900 – 1000 160 – 200 3 – 5 2,5 – 3 50 – 100

Для покращання властивостей покрить, їх піддають наступному оплавленню. Для наступного оплавлення використовують шари, отримані з самофлюсуючих твердих сплавів на нікелевій основі. Такі шари мають низьку температуру плавлення (від 980 до 1080 ⁰С). Наявність у їх складі бору і кремнію сприяє самофлюсуванню і хорошому змочуванню поверхні виробу, яка оплавляється.

Для оплавлення поверхню нагрівають до температури, при якій відбувається характерне "пітніння" шару, яке виявляється у появі на поверхні характерного блиску. При цьому слід уникати повного розплавлення поверхні, так як це може привести до утворення грубої структури і погіршення якості поверхневого шару. Крім цього може відбутися стікання покриття і його товщина стане нерівномірною. Знижується також твердість покриття і з'являються усадочні раковини.

Оплавлення поверхні можна виконувати газовим пальником, у печі з контрольованою атмосферою або високочастотним нагріванням.

Для оплавлення газовим пальником використовують багатосоплові пальники, де в якості окислювача використовують кисень, а в якості газу – ацетилен або пропан. Нагрівання виконують спокійним нейтральним або відновлювальним полум'ям. Оплавлення рекомендується проводити після попереднього нагрівання всієї деталі. При інтенсивному підведенні тепла може відбутися швидке розширення покриття і можливе відділення напиленого шару від основи. Оплавлення рекомендується проводити відразу після напилення. Оплавлення можна виконувати у печах з відновлювальною атмосферою, яку створюють газами при згоранні деревного вугілля або аміаком, або у печах з нейтральною атмосферою, для утворення якої використовують водень або азот.

Високочастотне індукційне нагрівання використовують для обробки деталей простої форми у великосерійному виробництві.

Напилення з одночасним оплавленням рекомендується проводити у наступній послідовності:

– нагріти всю деталь до температури від 250 до 300 ⁰С;

– на відновлювану поверхню, для захисту її від окислення, напилити шар товщиною від 0,2 до 0,3 мм;

– напилену ділянку нагріти до стану "пітніння", що характерно для процесу оплавлення;

– на попередньо оплавлений шар нанести новий, доводячи його до стану оплавлення.

Послідовність напилення інших ділянок залежить від форми деталей і розміщення на них зношених поверхонь. Даний спосіб відрізняється високою якістю покриття, припуск на наступну обробку не перевищує 0,5 – 0,7 мм, а міцність зчеплення покриття з основою складає від 300 до 400 МПа.