3.3.1. Современные технологии нанесения покрытий

3.3.1.1. Газодинамический метод

Технология нанесения металлов на поверхность деталей и изделий, реализуемая оборудованием ДИМЕТ, использует газодинамический метод нанесения покрытий. Метод разработан на основе открытого в 80-х годах прошлого столетия эффекта закрепления твердых частиц, движущихся со сверхзвуковой скоростью, на поверхности при соударении с ней. Технология является новой, и ранее в промышленности не использовалось.

Основные элементы технологии. Технология нанесения покрытий включает в себя нагрев сжатого газа (воздуха), подачу его в сверхзвуковое сопло и формирование в этом сопле сверхзвукового воздушного потока, подачу в этот поток порошкового материала, ускорение этого материала в сопле сверхзвуковым потоком воздуха и направление его на поверхность обрабатываемого изделия (рис.3.9).

в)

Рис. 3.9. Технология нанесения покрытий с помощью газодинамического метода. Где а - подача порошка за нагревателем, сменная часть отсутствует; б - подача порошка в сверхзвуковое сопло, сменная часть отсутствует; в - подача порошка в сверхзвуковое сопло, исполнение со сменной частью

62

В качестве порошковых материалов используются порошки металлов, сплавов или/и их механические смеси с керамическими порошками. При этом путем изменения режимов работы оборудования можно либо проводить эрозионную обработку поверхности изделия, либо наносить металлические покрытия требуемых составов. Изменением режимов можно также менять пористость и толщину напыляемого покрытия.

Особенности технологии

В наиболее распространенных газотермических методах нанесения покрытий для формирования покрытий из потока частиц необходимо, чтобы падающие на подложку частицы имели высокую температуру, обычно выше температуры плавления материала. В газодинамической технологии напыления (которую на практике удобно называть металла), это условие не является обязательным, что и обуславливает ее уникальность. В данном случае с твердой подложкой взаимодействуют частицы, находящиеся в нерасплавленном состоянии, но обладающие очень высокой скоростью. Разгон частиц до нужных скоростей осуществляется сверхзвуковым воздушным потоком с помощью разработанных

вОЦПН оригинальных установок серии ДИМЕТR, не имеющих аналогов в традиционных методах нанесения покрытий. Привлекательность технологии нанесения металла на поверхность изделий газодинамическим методом состоит

втом, что оборудование и создаваемые с его помощью покрытия свободны от большинства недостатков, присущих другим методам нанесения металлических покрытий, и обладают рядом технологических, экономических и экологических преимуществ.

Достоинства

Газодинамический метод нанесения металлических покрытий обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными методами. Эти преимущества состоят в следующем:

-покрытие наносится в воздушной атмосфере при нормальном давлении, при любых значениях температуры и влажности атмосферного воздуха;

-при нанесении покрытий оказывается незначительное тепловое воздействие на покрываемое изделие;

-технология нанесения покрытий экологически безопасна (отсутствуют высокие температуры, опасные газы и излучения, нет химически агрессивных отходов, требующих специальной нейтрализации);

-не всегда требуется подогрев покрываемого изделия;

-при отсутствии на подложках пластовой ржавчины или окалины на металлическом изделии не требуется тщательной подготовки поверхности (при воздействии высокоскоростного потока частиц происходит очистка поверхности от технических загрязнений, масел, красок и активация кристаллической решетки материала изделия);

-поток напыляемых частиц является узконаправленным и имеет небольшое поперечное сечение, это позволяет, в отличие от традиционных

63

газотермических методов напыления, наносить покрытия на локальные (с четкими границами) участки поверхности изделий;

-возможно нанесение многокомпонентных покрытий с переменным содержанием компонентов по его толщине;

-оборудование отличается компактностью, мобильностью, технически доступно практически для любого промышленного предприятия, может встраиваться в автоматизированные линии, не требует высококвалифицированного персонала для своей эксплуатации;

-путем простой смены технологического режима оборудование позволяет проводить микроэрозионную (струйно-абразивную) обработку поверхностей для последующего нанесения покрытий или достижения декоративного эффекта;

-возможно нанесение различных типов покрытий с помощью одной установки;

-возможно использование оборудования в полевых условиях.

Широкий спектр областей применения и высокие эксплуатационные качества различных покрытий были неоднократно подтверждены как в лабораторных условиях, так и в условиях практической эксплуатации покрытий. Некоторые из задач по нанесению покрытий, которые решаются с помощью оборудования ДИМЕТR, являются уникальными. Решение таких задач другими способами и с применением другого оборудования оказывается практически невозможным.

3.3.1.2. Импульсно плазменная технология нанесения покрытий

Основные принципы. Эффективным методом повышения мощности газодинамического импульса является осуществление детонации горючей газовой смеси в реакционной камере (РК) в электрическом поле. Инициирование детонации в РК осуществляется малогабаритным детонационным устройством. Энергию для поддержания напряженности электрического поля подают от постоянно включенного электрического преобразователя. При инициировании детонации в РК по слою продуктов сгорания за детонационной волной (ДВ) течет электрический ток. Возникает добавочный приток энергии к газу. После выхода ДВ из РК электрический ток течет по плазменной струе и напыляемому материалу к поверхности напыляемого изделия. На рисунке 3.10 представлено оборудование для нанесения покрытий, а на рисунке 3.11 виды напыления.

64

Рис. 3.10. Специальное оборудование для нанесения покрытий импульсно плазменным методом

Рис. 3.11. Виды напыления, производимые с помощью представленного оборудования (напыление торцовых уплотнений, напыление роликов)

3.3.1.3. Нанесение покрытий с помощью вращающихся валков

Этот процесс представлен на рисунке 3.12. Стрелками показаны направления вращения валов и движения ДВП. Принцип действия станка следующий: ЛКМ (2) залитый в полость, образованную поверхностями печатного (3) и дозирующего (1) валов, продавливается между ними и переносится печатным валом на поверхность ДВП (6), проходящей между печатным и прижимным валами (5), образуя покрытие (4).

65