14.6. Свойства газотермических покрытий

В зависимости от назначения покрытий они должны иметь комплекс физико-механических характеристик, отвечающих условиям эксплуатации. Все покрытия (износостойкие, коррозионно-стойкие, теплозащитные и др.) должны иметь высокую прочность сцепления с подложкой и не отслаиваться в процессе службы.

Прочность сцепления покрытия с подложкой. По сравнению со сварными соединениями прочность на отрыв напыленных слоев низка и составляет 5...80 МПа. Детонационная и плазменная металлизация позволяет получить большее сцепление покрытия с подложкой. Толщина покрытия обычно не превышает 1 мм, так как с увеличением толщины возникают большие внутренние напряжения, которые приводят к отслаиванию покрытия.

Твердость. Материал покрытия, как правило, имеет более высокую твердость, что объясняется закалкой частиц, их наклепом при ударе о поверхность и наличием в слое окисных пленок.

Плотность и пористость. Обычная плотность составляет 80... 97 %. Покрытия из А12 О3и ZrO2 имеют пористость 10... 15 %. Покрытия из самофлюсующихся сплавов на основе никеля могут иметь пористость менее 2 %.

Износостойкость. Износостойкость покрытий не имеет взаимосвязи с твердостью. В условиях сухого трения плазменные покрытия не работают, так как износ покрытий в 2...3 раза превышает износ обычных материалов.

В условиях же жидкостного и граничного трения покрытия имеют высокую взаимосвязь и низкий коэффициент трения. При этом смазка легко распространяется по поверхности покрытия, прочно на ней удерживается и заполняет поры. Таким образом, наблюдается эффект самосмазывания покрытия. При недостаточной подаче смазки или при ее временном прекращении заедание наступает значительно позже по сравнению с неметаллизированной поверхностью. Масса поглощаемого смазочного масла составляет 1... 1,25 % от массы нанесенного покрытия или 8... 10% от объема.

В процессе работы образуется дисульфид молибдена MoS2, работающий как твердая смазка.

В условиях абразивного износа высокую стойкость имеют покрытия из самофлюсующихся сплавов на основе никеля и А12 03.

В частности, износостойкость покрытий из самофлюсующихся сплавов на основе никеля (СНГН) в 3,5...4,6 раз выше износостойкости закаленной стали 45. Хорошие антифрикционные свойства для подшипников скольжения имеют покрытия из оловяно-свинцово-медных псевдосплавов.

Коррозионная стойкость. Для получения защитных покрытий обычно используют алюминий, цинк, медь, хромоникелевые сплавы, и др. Вследствие пористости покрытий их толщина не должна быть меньше 0,2 мм для цинка; 0,23 мм — для алюминия; 0,18 мм — для меди; 0,6... 1,0 мм — для нержавеющей стали.

14.7. Техника безопасности при выполнении газотермических работ

К работе на установках для напыления допускаются лица не моложе 18 лет, обученные приемам работы на оборудовании.

При плазменном и детонационном напылении наиболее вредными для здоровья работающих являются шум, загрязнение воздуха, ультрафиолетовые и инфракрасные излучения. Для защиты оператора от шума рекомендуется покрытия наносить в специальных камерах.

При плазменном и детонационном напылении воздух помещения может загрязняться металлической пылью, аэрозолями обрабатываемых материалов и окислами азота. Для защиты оператора в этом случае также служат специальные камеры с местным отсосом воздуха.

Плазменная струя является интенсивным источником инфракрасного и ультрафиолетового излучения, поэтому оператор должен работать в защитной маске со светофильтром. Камеры для напыления также оборудуют соответствующими светофильтрами. Руки от излучения защищаются рукавицами из асбестовой ткани.

Требования к технике безопасности при газоплазменном и электродуговом напылении предъявляются те же, что и при выполнении работ по газовой и электродуговой сварке.