Порошковые материалы.

Свойства применяемых порошков включают их следующие основные характритики:

1. Физико-механические – форма частиц, размер частиц, гранулометрический состав порошка, твёрдость частиц, плотность порошка;

2. Химические – содержание оксидов, газовых включений водорода, азота, окиси углерода;

3. Биологические – биотолерантность, биоинертность, биоактивность;

4. Технологичность – текучесть порошка, его способность к плавлению.

По количеству компонентов порошки делятся на 2 вида:

• Композиционные – содержащие несколько компонентов: экзотермические (металлидные Ni-Al, Ni-Ti, металлооксидные Al-NiO, Al-FeO, металлоидные Al-WC, Ti-SiC), термонейтральные (металл – тугоплавкое соединение, металл – металлидное соединение, металл – твёрдая смазка, металл – оксид, оксид – оксид), создающие гетерогенную структуру покрытий;

• Однокомпонентные – содержащие один элемент (Al, Zn, Cu, Mo, W, Ti), либо сплав нескольких элементов (Al-Zn, Al-Ni, Ni-Cr, Fe-C, W-C, Ni-Cr-B-Si), создающие однородную структуру покрытий.

Самофлюсующиеся сплавы в виде порошков позволяют напылять покрытия, которые после их оплавления (или без него) приобретают беспористую структуру с высокой прочностью, что повышает износостойкость, коррозионную стойкость, жаростойкость покрытий. Такие порошки получают из сплавов на основе никеля или хрома с добавлением B, Si, Fe, C, WC.

Подготовка порошков перед напылением необходима для придания им заданных исходных свойств и включает в себя отжиг, классификацию (рассев), смешивание.

Отжиг заключается в нагреве порошка до температуры (0,4…0,5) от Т_{плавления} с последующим медленным охлаждением. Этим снимается наклёп частиц и улучшается их пластичность, что благоприятствует процессам адгезии и образованию прочного покрытия. Отжиг проводится в антиокислительных условиях: в вакууме, в водороде, в аргоне или в галогеносодержащей атмосфере.

Классификация состоит в разделении частиц порошка по их размерам на фракции, которые потом используются непосредственно для напыления либо для составления смеси, содержащей определённые доли частиц нужных фракций. Классификация производится обычно ситовым способом с помощью комплекта сит и встряхивающего устройства. Кроме этого, применяются воздушно-проходные сепараторы и циклоны-сепараторы.

Смешивание порошков обеспечивает придание смеси химической однородности, необходимой для получения однородного покрытия. Чаще всего смешивание производят в шаровых мельницах и специальных смесителях: конусных, центробежных шнековых и лопастных, планетарных. После смешивания производится контроль качества порошковой смеси по химическому составу и свойствам.

Проволочные материалы.

Проволочные и стержневые материалы применяются для плазменного и газотермического напыления, для электродуговой и высокочастотной металлизации с их диаметром 0,5…3,0 мм при напылении и 1,5…3,0 мм при металлизации.

Проволока разделяется по характеристике структуры на 3 вида:

• Сплошная проволока;

• Порошковая проволока с металлической оболочкой;

• Порошковая проволока с органической оболочкой.

Сплошная проволока производится методами волочения из чистых металлов и сплавов на их основе: Al, Zn, Cu, Ni, из высоколегированных сталей (нержавеющих, износостойких, жаростойких).

Подготовка сплошной проволоки включает её обезжиривание и травление. Жёсткую стальную проволоку подвергают отжигу, а затем пескоструйной очистке от окалины.

Порошковая проволока с органической оболочкой используется для плазменного напыления, представляя собой обычно порошковый шнур.

Стержни для напыления со сплошным сечением изготавливают литьём, порошковые стержни получают формованием порошковых материалов с последующим спеканием для придания необходимой прочности. Диаметр стержней составляет 500…600 мм.

Вакуумно-конденсационное напыление позволяет использовать различные материалы, включая композиционные, в виде порошков, проволоки, стержней, дисков. Для получения покрытий с определёнными заданными свойствами применяют специальные материалы типа сплавов Ni-Cr, Co-Cr, Ni-Co, Cr, Ni-Cr-Al. Главным требованием к этим материалам является точность химического состава, включая содержание примесей.