8.8. Материалы для напыления

Для напыления используют проволоку и порошки. При восста­новлении стальных и чугунных деталей напылением наиболее час­то применяют стальную проволоку диаметром 0,8...3,0 мм с со­держанием углерода 0,3...0,8%. Для увеличения износостойкости концентрация углерода должна быть выше.

Для противокоррозионных покрытий используют цинковую, алюминиевую и стальную проволоки .

Проволоки из алюминиевой бронзы применяют для получения ан­тифрикционных покрытий ответственных подшипников скольжения.

Для создания различных составов покрытий наиболее технологи­чно использовать при газотермическом напылении порошковые материалы.

Порошки должны иметь сферическую форму, хорошую сыпу­честь и легко подаваться питателем в плазмотрон. Размер частиц 25... 150 мкм. Более мелкие частицы не имеют достаточную кине­матическую энергию, чтобы при ударе образовать прочную связь с обрабатываемой поверхностью. Более крупные (более 150 мкм) не успевают прогреться, что также не способствует образованию проч­ной связи с подложкой.

Так как порошки гигроскопичны (интенсивно поглощают вла­гу), их следует хранить в герметичной таре или металлические по­рошки перед нанесением прокаливать при 150...200°С. , а керами­ческие — при 600... 800 °С.

Основными характеристиками, определяющими качество по­рошка для напыления, являются текучесть, минимальный и мак­симальный размеры частиц, их форма и склонность адгезии (сли­панию и комкованию), стабильность гранулометрического и химического составов. Для получения износостойких покрытий мо­гут применяться следующие группы порошков:

порошки из самофлюсующихся сплавов на никелевой, никель-хромовой и кобальтовой основах, которые широко применяются для газопламенного напыления с последующим оплавлением покрытий.

порошки из металлических сплавов;

порошки из карбидов и оксидов металла. Тугоплавкие соедине­ния применяются, в основном, с подслоем из металлических по­рошков. Только детонационное напыление позволяет наносить ра­бочие слои некоторых покрытий без подслоев;

механические смеси порошков. Смеси на основе вышеперечис­ленных групп порошков находят все большее применение для га­зотермического напыления благодаря простоте и невысокой сто­имости их приготовления.

композиционные порошки представляют собой интегрирован­ные комплексы исходных компонентов (металл, керамика, пласт­масса) в каждой порошковой частице.

Классифицировать эти порошки можно по типу строения час­тиц, характеру поведения компонентов при напылении и по ме­тодам получения и назначения.

По типу строения различают плакированные и конгломерат­ные частицы (рис.8.6).

Плакированная частица (рис.8.6, а) представляет собой ис­ходную частицу (ядро) одного из материалов, на поверхности ко­торой расположен один или несколько слоев других материалов.

Частица композиционного порошка конгломератного типа сфор­мирована из множества исходных частиц нескольких материалов. У гетеродисперсных конгломератных частиц (рис. 8.6, в) между дисперсностью компонентов существует большая разница и части­цы одного из них служат основой (ядром). На ее поверхности разме­щаются частицы остальных компонентов. В этом случае отношение диаметра частиц основы к диаметру частиц

Рис. 8.6. Конструкция композитных порошков: а — плакированная частица; б — гимодисперсные конгломе­ратные частицы; в — гетеродисперсные конгломератные час­тицы; г, д, е — структуры смешанного типа

остальных компонентов составляет 1:20. Гимодисперсные конгломератные частицы (рис. 8.6, б) формируются из различных исходных компонентов с частицами, близкими по размеру (отношение диаметров обычно 1:3).

Комбинация этих основных типов позволяет получить ряд струк­тур смешанного типа (рис. 8.6, г, д, е).

По характеру поведения при напылении композиционные порош­ки делятся на реагирующие при нагреве и термонейтральные. В пер­вом случае получение покрытия совмещено с синтезом новых ве­ществ, и его состав резко отличается от исходного состава частиц. Во втором случае существенного изменения состава в процессе на­пыления не происходит.