8.5. Высокочастотное напыление

Плавление исходного материала покрытия (проволоки) происходит за счет индукционного на­грева, а распыление — струей сжатого воздуха. Головка высокоча­стотного аппарата (рис. 8.3) имеет индуктор, питаемый от гене­ратора ТВЧ, и концентратор тока, который обеспечивает плавление проволоки на небольшом участке ее длины.

Высокочастотное напыление предназначено только для стацио­нарных работ, так как подвод электроэнергии осуществляется от мо­щных генераторов ТВЧ, используемых для поверхностной закалки.

Преимущества высокочастотного напыления — небольшое окис­ление металла, относительно высокая механическая прочность покрытия. Недостатки — недостаточная производительность про­цесса, сложность конструкции, высокая стоимость оборудования и энергоносителей.

Рис. 8.3. Схема распылительной го­ловки аппарата для высокочастотно­го напыления: 1 — концентратор тока; 2 — напыляе­мая поверхность; 3 — газометалличес­кая струя; 4 — индуктор; 5— канал по­дачи сжатого воздуха; 6 — проволока; 7 — ролики; 8 — направляющая втулка.

8.6. Газопламенное напыление

При газопламенном напылении высокотемпературный поток создается при сгорание горючих газов (ацетилена, водорода, ме­тана и др.) в атмосфере кислорода или воздуха. Температура пла­мени горючих газов в смеси с кислородом — 2000...3200°С, в сме­си с воздухом — 500...900°С.

Аппараты для газопламенного напыления в зависимости от вида напыляемого материала существуют двух типов: проволочные и порошковые (рис. 8.4).

Основными элементами газопламенных горелок являются: соп­ловая система, устройство подачи проволоки или порошка, привод этого устройства (воздушная турбина пневматический или элек­трический двигатель), элемент управления, соединения подачи го­рючего газа и сжатого воздуха (кислорода), корпус с рукояткой.

Горелки могут быть ручными и машинными. В проволочных го­релках используется проволока диаметром от 1,5 до 5,0 мм. В зави­симости от толщины распыляемой проволоки имеют производи­тельность в ручном режиме работы для стали и алюминия от 1,5 до 8,5 кг/ч; при напылении порошков карбида вольфрама — 4...9, окиси алюминия — 1,5...3,0 кг/ч.

Преимущества газопламенного напыления — это высокая дис­персность распыляемых частиц, независимость от источника тока, простота обслуживания, низкая стоимость оборудования. Недостат­ки — малая производительность и большая стоимость напыляемых материалов.

Рис. 8.4. Схема процессов газопламенного напыления с применением

исходного материала: а — в виде проволоки или стержней; б — в виде порошков

Основа процесса газопламенного нанесения материалов — пла­стификация порошка в высокотемпературном источнике тепла (ацетилено-кислородном пламени) и нанесение его газовыми пото­ками на предварительно подготовленную изношенную поверхность.

Преимущества газопламенного нанесения порошковых матери­алов состоят в локальности обработки, незначительном влиянии на подложку, возможности нанесения покрытий на изделия боль­ших размеров, отсутствии ограничений на сочетания материалов покрытия и подложки, что позволяет охватить большую номенк­латуру восстановления изношенных деталей.

В зависимости от назначения и материала детали, условий экс­плуатации, контактов сопрягаемых поверхностей при восстанов­лении деталей используют следующие методы газопламенного на­несения покрытий:

без последующего оплавления — используется для восстановления деталей с износом до 2,0 мм на сторону без де­формации', искажения или изменения структуры основного ме­талла, не подвергающихся в процессе эксплуатации ударам, зна­копеременным нагрузкам, большому нагреву;

с одновременным оплавлением — используется для восстановления деталей с местным износом до 3...5 мм, работаю­щих при знакопеременных и ударных нагрузках, изготовленных из серого чугуна, конструкционных, коррозионно-стойких сталей и др.;

с последующим оплавлением — дает возможность восстановить детали типа вала с износом до 2,5 мм на сторону. Восстановленные детали устойчивы против коррозии, абразивно­го изнашивания, действия высоких температур.

Технологический процесс газопламенного нанесения покры­тий: нагрев поверхности детали до 200...250°С; нанесение под­слоя, который дает основу, необходимую для наложения основ­ных слоев; нанесение основных слоев, позволяющих получить по­крытия с необходимыми физико-механическими свойствами.

На прочность сцепления покрытий с основой влияют: способ подготовки поверхности и используемый при этом абразивный ма­териал; параметры струйной обработки; время выдержки после об­работки; наличие предварительного подогрева; применение под­слоя; использование терморегулирующих порошков: способ рас­пыления; эффективная мощность пламени; параметры процесса распыления; состав материала покрытия (наличие поверхностно-активных добавок в покрытии зависит и от применяемого обору­дования, и от присадочных материалов).

Основное назначение аппарата для напыления — подавать по­рошок в ядро факела пламени. В зависимости от способа подачи порошка из питателя различают два вида аппаратов напыления.