Схема проволочного распыления "проволока - анод" была разработана В.В. Кудиновым в конце 50-х годов. Тогда удалось получить невиданную производительность –

15 кг/ч вольфрама при мощности 12 кВт

а) прутковый б) проволочный

Порошковые распылители в зависимости от свойств и размеров частиц создавались с подачей в плазменную струю 1,

под углом навстречу потоку 2, в сопло в заанодную зону дуги 3

или в доанодную зону, как в плазмотроне М8-27 конструкции В.М. Иванова

Плазмотрон М8-27 конструкции В.М. Иванова

1 - подача охлаждающей воды; 2 - подача плазмообразующего газа;

3 - подача порошка;

4 - слив воды; 5 - анодный узел;

6 - анод;

7 - изолятор; 8 - катодный узел;

9 - катод.

РАЗНОВИДНОСТИ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ

ИНЕРТНО-ПЛАЗМЕННОЕ НАПЫЛЕНИЕ (ИПН)

Назначение. ИПН используется для высококачественного нанесения любых порошковых материалов на поверхность изделий. Процесс осуществляется в зависимости от требований к покрытиям в открытой камере или в камере с контролируемой средой и давлением.

Новизна. Оригинальная конструкция плазмотрона позволяет получить достаточно высокой мощности плазменную струю из аргона при относительно

низком значении тока дуги (до 300 А). Можно применять смеси газов на основе аргона с добавлением азота, водорода, гелия. Создаются наполненные профили

температуры и скорости плазмы. Равномерный нагрев и ускорение напыляемого материала. Исключается нежелательный эффект химического взаимодействия

материала с активными составляющими плазмы. Обеспечиваются высокое качество покрытий и стабильность процесса напыления. Значителен ресурс

работы плазмотрона - сотни часов.

Основные характеристики. Мощность аргонового плазмотрона - 10 - 50 кВА. Расход аргона - 1,5 - 7,0 м3/ч. Расход воды на охлаждение - 0,7 м3 /ч. Ресурс работы катода и анода - 200 часов. Производительность по напыляемым материалам: NiСгВSi - 7 кг/ч, Аl2Оз - 2 кг/ч. Скорость напыляемых частиц, в открытой камере - до 600 м/с, в камере с разреженной средой -до 800м/с. Низкий уровень шума.

Качество покрытий. Покрытия, полученные традиционным плазменным напылением (ТПН) характеризуются высоким качеством. Пористость покрытий: в открытой камере - 1 - 6%, в камере с разреженной средой - 0-2%.

Область применения. Упрочнение поверхности ответственных узлов и деталей машин и механизмов. Нанесение легко окисляющихся материалов. Создание изделий из композиционных материалов практически любого состава и соотношения.

ВОЗДУШНО-ПЛАЗМЕННОЕ НАПЫЛЕНИЕ (ВПН)

Новизна. Высокое качество покрытий (особенно керамических), возможность напыления практически любых металлов, простота

используемого оборудования - в результате нет баллонов со сжатыми

газами, низкая себестоимость напыленных покрытий, простота

управления. Высокая степень воспроизводимости процесса напыления.

Основные характеристики. Мощность воздушного плазмотрона 10

…60 кВА. Расход воздуха - 1…5 м3/час. Расход воды на охлаждение - 0,54 - 0,72 м3/час. Ресурс работы катода - 10 час, анод - 20 час. Производительность по напыляемым порошковым материалам:

NiCrBSi до 10 кг/час, Al2O3 до 3 кг/час.

Качество покрытий. Напыленные методом ВПН покрытия не ниже, а в некоторых случаях выше, чем покрытия, полученные

традиционным плазменным напылением (ТПН) с использованием

оборудования известных фирм.

Область применения. Восстановление изношенных деталей различных машин и механизмов. Изготовление изделий методом плазменного формования с уникальными характеристиками и параметрами.

СВЕРХЗВУКОВОЕ ПЛАЗМЕННОЕ НАПЫЛЕНИЕ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ

Плазменное напыление сверхпрочных покрытий на различные детали и изделия реализуется с помощью метода сверхзвукового напыления. Этот

метод применим для коленчатых валов даже самых больших машин (типа

МАЗ, КАМАЗ, КрАЗ), коленчатых валов судовых дизелей, шаровых

клапанов вентилей, матриц пресс-форм, гребней шнеков и других

аналогичных деталей.

Сверхзвуковая плазменная установка для напыления высокопрочных покрытий включает источник питания типа АПР - 404 , дозатор порошка, сверхзвуковой плазмотрон и пульт управления. Камера для напыления и устройство перемещения детали в зависимости от её размеров и габаритов не поставляется. Компрессор для сжатого воздуха поставляется по отдельному заказу.

Источник питания АПР-404н используется с напряжением холостого хода 320 В, рабочее напряжение 250 - 280 В, ток дуги регулируется в пределах

160 - 250 А и определяется порошком, который напыляется.

Качество покрытий. Покрытия, реализуемые сверхзвуковым способом, характеризуются максимальными данными по плотности и пористости. Лучшими данными по износостойкости.

Область применения. Нанесение сверхпрочных покрытий на некоторые изделия, преимущественно валы тяжелых машин, судовых колен валов и других деталей спец назначения.

ВНУТРУННЕЕ ПЛАЗМЕННОЕ НАПЫЛЕНИЕ

Назначение. Для внутреннего плазменного напыления покрытий из

порошковых материалов (металлов, сплавов, некоторых видов

керамики, пластмасс) на внутреннюю поверхность деталей - труб, внутреннюю цилиндров и других деталей.

Основные характеристики. Отличаются тем, что применяется малогабаритный плазмотрон, выполненный в виде головки на длинном

стебле. Рабочий ток до 300 А. Расход газа (аргон или аргон с азотом).

Напыление с производительностью 2 кг/час.

Область применения. Упрочнение различных деталей машин и механизмов преимущественно нефтяных, двигателей внутреннего сгорания, деталей специального назначения и других деталей.

ПЛАЗМОТРОНЫ

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ПЛАЗМЕННЫХ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ

увеличение эффективности процесса

использование различных веществ в качестве

плазмообразующего газа (воздух, аммиак, пропан, водород, вода)

технология вакуумного плазменного напыления

использование микроплазменных распылителей (для нанесения покрытий на мелкие детали)