5. Вибір та технічне обґрунтування газотермічним методів та матеріалів для відновлення деталі.

Газотермі́чне напи́лення — отримання покриття із нагрітих та прискорених частинок напилюваного матеріалу із застосуванням високотемпературного газового струменя, в результаті зіткнення яких з основою або напиленим матеріалом відбувається їх з'єднання за рахунок зварювання, адгезії та механічного зчеплення.

Під загальною назвою «газотермічне напилювання» (ГТН) об'єднують такі методи: газополуменеве напилювання — газотермічне напилювання, під час якого використовується струмінь продуктів згорання суміші газів, які спалюються за допомогою пальника;

Рисунок 5.1 Схема пальника для газополуменевого напилювання.

1 – газополуменеве сопло;

2– обтискний потік повітря;

3 – покриття;

4 – напилюваний виріб;

Газотермі́чне напи́лення  — одержання покриття із нагрітих та прискорених частинок напилюваного матеріалу із застосуванням високотемпературного газового струменя, в результаті зіткнення яких з основою або напиленим матеріалом відбувається їх з'єднання за рахунок зварювання, адгезії та механічного зчеплення. Узагальнену схему газотермічного методу нанесення покриття можна побачити на рисунку 4.1.

Рисунок 4.1 – Узагальнена схема газотермічного нанесення покриття:

1 – генератор напилюваних частинок;

2 – двохфазна струмина;

3 – покриття;

4 – напилюваний виріб;

5 – подача напилюваного виробу;

6 – подача розпалюваного виробу.

Розпалюваний матеріал у вигляді порошку, дроту (шнурів) або стрижнів подають у зону нагрівання. Нагрівання розпалюваних частинок сполучають з розпалюваним газом. Основне його призначення полягає в розпиленні і прискорені частинок в осьовому напрямку.

Детонаці́йне напи́лювання — газотермічне напилювання, під час якого використовується струмінь продуктів детонації^[1].

Детонаційне напилювання — це технологія нанесення покриттів, у якій для розігрівання і розгону порошкоподібного матеріалу використовується енергія вибуху газової суміші. Порошковий матеріал внаслідок взаємодії з продуктами детонації набуває значної теплової та кінетичної енергій. В результаті детонаційного напилювання отримується детонаційне покриття плазмове напилювання — газотермічне напилювання, під час якого використовується струмінь електронів, іонів та нейтральних атомів газу, з якого утворюється плазма, різновидами якого можна вважати:

плазмово-дугове напилювання — плазмове напилювання, під час якого плазмовий струмінь створюється за допомогою електричної дуги;

надзвукове плазмове напилювання — плазмово-дугове напилювання, під час якого плазмовий струмінь витікає з надзвуковою швидкістю;

Рисунок 4.5 – Схема детонаційного нанесення покриття:

І – горючий газ

ІІ – окиснюваний газ

ІІІ – технологічний газ

– діаметр і довжина стовбура відповідно.

Рисунок 5.4 Схема розпилювача для плазмового напилювання.

1 – вхід плазмового утворюючого газу;

2 – система охолодження;

3 – дріт для напилення;

4 – в вод порошку у плазму ;

5 – плазмова дуга;

напилювання з оплавленням — метод газотермічного напилювання, що дозволяє отримати щільні зносостійкі корозійностійкі покриття з високою адгезією;

Рисунок 5.5 Схема розпилювача для напилювання з оплавленням.

А– плазмотрон для напилювання

Б – плазмотрон для опилювання

1 – джерело живлення;

2 – асцелятор;

3 – живильник;

4 – корпус плазмотрону;

5 – вхід подачі охолоджувальної рідини;

6 – вихід охолоджувальної рідини;

7 – штуцер для подачі порошку;

8 – деталь;

електродугове напилювання — газотермічне напилювання, під час якого нагрівання та плавлення напилюваного металу у вигляді дроту, стрижня або стрічки здійснюється електричною дугою, а диспергування струменем стисненого газу, звичайно повітря;

Рисунок 5.6 Схема розпилювача для електродугового напилювання.

1 – напрямні для подачі дроту;

2 – електродний дріт;

3 – подача стисненого повітря;

активована електродугова металізація — метод електродугового напилювання, що базується на плавленні дротів електричною дугою і розпилюванні розплавленого металу високошвидкісним струменем продуктів згорання пропано-повітряної суміші.

Рисунок 5.7 Схема розпилювача для активованої електродугової металізації.

Зазвичай ГТН застосовують для створення на поверхні деталей та обладнання функціональних покриттів — зносостійких, корозійно-стійких, антифрикційних,протизадирних, теплостійких,термобар'єрних, електроізоляційних, електропровідних тощо. Матеріалами для напилення служать порошки, шнури і дроти з металів, металокераміки і кераміки.

Деякі з методів газотермічного напилення є альтернативою методам гальванічної, хіміко-термічної обробки металів, плакування, інші — методам фарбування чи нанесенням полімерних покриттів. Поширеним застосуванням ГТН є ремонт і відновлення деталей та обладнання. За допомогою напилення можна відновити від десятків мікрон до декількох міліметрів за товщиною на поверхні металу.

Особливостями технології є:

можливість нанесення покриттів з різних матеріалів (практично будь-який плавкий матеріал, що можна подати у вигляді порошку або дроту);

відсутність перемішування матеріалу основи і матеріалу покриття;

незначне (не більше 150 °С) нагрівання поверхні при нанесенні покриття;

можливість нанесення декількох шарів, кожен з яких несе свою функцію.