Способ нанесения покрытий плазменным напылением

Способ нанесения покрытий плазменным напылением

Реферат

 

Способ нанесения покрытий плазменным напылением, включающий создание потока низкотемпературной плазмы, подачу в него порошкообразного материала и напыление его на изделие, отличающийся тем, что, с целью повышения плотности покрытий и их адгезии с основой, напыление ведут ламинарным потоком плазмы с углом расширения 0 - 3^o и удельным теплосодержанием 26 - 30 квтч/м³.

Изобретение относится к области нанесения напылением разнообразных покрытий, которые могут использоваться в различных отраслях промышленности, и, в частности, к области нанесения покрытием плазменным напылением. Известен способ плазменного напыления покрытия, включающий создание потока низкотемпературной плазмы, подачу в него порошкообразного материала и напыление его на изделие [1] В качестве плазмообразующих газов могут использоваться аргон, азот, водород, гелий и их смеси. Однако в этом случае поток плазмы сопровождается сильными завихрениями, напыляемый материал при вводе в струю получает импульс с большим разбросом вектора скорости, и за счет турбулентного перемешивания струй с окружающей атмосферой имеет место неоднородное проплавление частиц, причем вследствие турбулентного режима скорость потока плазмы намного превышает скорость частиц. Все это приводит к недостаточной плотности получаемых покрытий и их адгезии с основой. Предложенный способ отличается от известного тем, что напыление ведут ламинарным потоком плазмы с углом расширения от 0 до 3^o и удельным теплосодержанием 26 30 кВт ч/м³, что приводит к повышению плотности покрытий и их адгезии с основой. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. От источника электропитания между анодом и катодом подают определенное напряжение, в пространство между ними подают плазмообразующий газ аргон и в результате пробоя в промежутке анод-катод возникает дуга. В дуговом промежутке газ переходит в плазменное состояние с определенным удельным энергоснабжением. При прохождении по каналу сопла-анода поток плазмы становиться ламинарным (слоистым, струйным). На некотором расстоянии от сопла наблюдается расширение потока плазмы до 3^o. Угол расширения потока косвенно характеризует степень турбулентности. При углах более 3^o ламинарный поток начинает размываться и завихряться и, наконец, при углах a более 10^o переходит в ярко выраженный турбулентный режим. Напыляемый материал из дозатора поступает к потоку плазмы и за счет инжекции втягивается в поток. В процессе нахождения в плазменном потоке до соприкосновения с поверхностью детали порошковый материал проплавлялся и при попадании на поверхность образует покрытие. Качественный анализ покрытия показывает, что оптимальные свойства (до 4 кг/мм² достигается при угле расширения от 0 до 3^o и удельном теплосодержании 26 30 кВтч/м³. При снижении удельного энергосодержания менее 26 кВтч/м³ и увеличении угла расширения ламинарного потока a до 4^oC10^o наблюдается резкое снижение плотности и прочности сцепления покрытия. При увеличении уд.энергосодержания более 30 кВтч/м³ и углах расширения 4^oC10^o также наблюдается резкое снижение плотности и прочности сцепления покрытий. Пример: В соответствии с предложенным способом напыляли интерметаллид марки ВКНА (ТУ-14-1-1790-76) при грануляции порошка 40-60 мм на поверхности образца из жаростойкой стали ЭИ-437Б. Плазмообразующий газ-аргон. Толщина напыляемых покрытий составляет 0,1 0,15 мм. Режим напыления и свойства полученных покрытий представлены в таблице 1 и 2. Таким образом, использование предлагаемого способа плазменного напыления по сравнению с известным способом обеспечивает возможность получения плотных покрытий с высокой прочностью сцепления с подложкой при одновременном снижении расхода плазмообразующего газа и увеличении КИМ. При этом осуществление напыления в ламинарном режиме позволяет снизить шум в рабочих помещениях и тем самым улучшить условия труда. Предложенный способ нанесения покрытий может быть распространен на любые материалы, наносимые плазменным методом. В каждом отдельном случае, в зависимости от природы напыляемого материала, его химического состава и размеры частиц для обеспечения повышенной плотности и прочности сцепления подбираются оптимальные режимы напыления при обязательном условии обеспечения ламинарности плазменного потока с углом расширения от 0^o до 3^o и удельном теплосодержании в пределах 26 30 кВтч/м³.

Формула изобретения

Способ нанесения покрытий плазменным напылением, включающий создание потока низкотемпературной плазмы, подачу в него порошкообразного материала и напыление его на изделие, отличающийся тем, что, с целью повышения плотности покрытий и их адгезии с основой, напыление ведут ламинарным потоком плазмы с углом расширения 0 3^o и удельным теплосодержанием 26 30 квтч/м³.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000