Статьи

Плазменное напыление металла

Опубликовано: 03.09.2018

видео Плазменное напыление металла

Аппаратура для плазменного напыления металлов.

Виды и применение процессов плазменного напыления металлов

Плазменное напыление (или, другими словами – диффузионная металлизация) эффективный способ изменения физико-механических свойств, а также структуры основной поверхности. Поэтому он часто используется с декоративными целями, и для увеличения стойкости конечного продукта.



Плазменное напыление металла

Принцип плазменного напыления

Как и традиционные методы поверхностных покрытий, при диффузионной металлизации происходит осаждение на поверхности металла слоя другого металла или сплава, который обладает необходимыми для последующего применения детали свойствами – нужным цветом, антикоррозионной стойкостью, твёрдостью. Отличия заключаются в следующем:


Лазерно-плазменное напыление.

Высокотемпературная (5000 — 6000 °С) плазма значительно ускоряет процесс нанесения покрытий, который может составлять доли секунд. При диффузионной металлизации в струе плазмы в поверхностные слои металла могут диффундировать также химические элементы из газа, где проводится обработка. Таким образом, регулируя химический состав газа, можно добиваться комбинированного поверхностного насыщения металла атомами нужных элементов. Равномерность температуры и давления внутри плазменной струи обеспечивает высокое качество конечных покрытий, чего весьма трудно достичь при традиционных способах металлизации. Плазменное напыление отличается чрезвычайно малой длительностью процесса. В результате не только повышается производительность, но также исключается перегрев, окисление, прочие нежелательные поверхностные явления.

Рабочие установки для реализации процесса

Поскольку чаще всего для инициации высокотемпературной плазмы используется электрический разряд – дуговой, искровой или импульсный – то применяемое для такого способа напыления оборудование включает:

Источник создания разряда: высокочастотный генератор, либо сварочный преобразователь; Рабочую герметизированную камеру, где размещается подвергаемая металлизации заготовка; Резервуар для газа, в атмосфере которого будет производиться формирование высокотемпературной плазмы; Насосной или вакуумной установки, обеспечивающей необходимое давление для прокачки рабочей среды или для создания требуемого разрежения; Системы управления за ходом протекания процесса.

Работа плазмотрона, выполняющего плазменное напыление, происходит так. В герметизированной камере закрепляется напыляемая деталь, после чего между поверхностями рабочего электрода (в состав которого входят напыляемые элементы) и заготовкой возбуждается электрический разряд. Одновременно через рабочую зону с требуемым давлением прокачивается жидкая или газообразная среда. Её назначение – сжать зону разряда, повысив тем самым объёмную плотность его тепловой мощности. Высококонцентрированная плазма обеспечивает размерное испарение металла электрода и одновременно инициирует пиролиз окружающей заготовку среды. В результате на поверхности образуется слой нужного химического состава. Изменяя характеристики разряда – ток, напряжение, давление – можно управлять толщиной, а также структурой напыляемого покрытия.

Схема плазменного напыления

Аналогично происходит и процесс диффузионной металлизации в вакууме, за исключением того, что сжатие плазмы происходит вследствие разницы давлений внутри и вне её столба.

Технологическая оснастка, расходные материалы

Выбор материала электродов зависит от назначения напыления и вида обрабатываемого металла. Например, для упрочнения штампов наиболее эффективны электроды из железо-никелевых сплавов, которые дополнительно легируются такими элементами, как хром, бор, кремний. Хром повышает износостойкость покрытия, бор – твёрдость, а кремний – плотность финишного покрытия.

При металлизации с декоративными целями, главным критерием выбора металла рабочего электрода является конфигурация напыляемой поверхности, а также её внешний вид. Напыление медью, например, производят электродами из электротехнической меди М1.

Важной структурной составляющей процесса является состав среды. Например, при необходимости получить в напыляемом слое высокостойкие нитриды и карбиды, в газе должны присутствовать органические среды, содержащие углерод или азот.

Последующая обработка готового покрытия

В силу особенностей процесса плотность напылённого слоя и прочность его сцепления с основным металлом не всегда бывают достаточными для обеспечения долговечности покрытия. Поэтому часто после обработки деталь подвергается последующему поверхностному оплавлению с использованием кислородно-ацетиленового пламени, либо в термических печах. Как следствие, плотность покрытия возрастает в несколько раз. После этого продукцию шлифуют и полируют, применяя твердосплавный инструмент.

С учётом последующей доводки изделия, толщину слоя металла после обработки принимают не менее 0,8 — 0,9 мм.

Для придания детали окончательных прочностных свойств её закаливают и отпускают, применяя технологические режимы, рекомендуемые для основного металла.

Плазменное напыление повышает теплостойкость, износостойкость и твёрдость изделий, увеличивает их способность противодействовать коррозионным процессам, а напыление с декоративными целями значительно улучшает внешний вид деталей.

Ограничениями технологии диффузионного плазменного напыления считаются чрезмерная сложность конфигурации заготовки, а также относительная сложность используемых установок.

При невысоких требованиях к равномерности образующегося слоя можно использовать и более простые установки, конструктивно напоминающие сварочные полуавтоматы. В этом случае плазменное напыление производится в воздушном пузыре, который образуется при обдуве зоны обработки компрессором. Электроды, в составе которых имеется напыляемый металл, последовательно перемещаются по контуру изделия. Для улучшения сцепления напыляемого металла с основой внутрь зоны напыления вводится также присадочный материал.

Процесс напыления металлического порошка на токарном станке

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 

Новости

Купить ЖД билеты просто

Нужны дешевые ж/д билет? Сайт proizd.ua специализируется на поиске и бронировании дешевых железнодорожных билетов. Почему нужно искать билеты именно

Квитки на потяг

Без всякого сомнения, каждый из нас хочет, что бы время экономилось при любых, совершаемых нами действиях. Если вы хотите приобрести те или иные билеты, то для экономии времени лучше всего будет выбрать

Угловой шкаф купе купить
К решению вопроса, как организовать пространство в шкафу следует подходить только после определения габаритных размеров – исходя из места, где сам шкаф будет стоять и сколько места при этом занимать.

Гипсокартон под покраску
Шпаклевка и грунтовка должны быть предназначены для работы с гипсокартоном, в магазинах предлагается множество вариантов, отличающихся по цене и качеству. Материалы лучше выбирать средней стоимости от

Дизайн интерьера
1. Заказчик (его личность, семья, пожелания, пристрастия и т.п. ). 2. Объект (с его плюсами и минусами, местом положения, площадью и т.п. ). 3. Дизайнер, задача которого знать возможные варианты

Кухня цена
Кухня является для хозяйки дома чуть ли не центром мироздания, вокруг которого все вращается. На кухне она проводит свободное от работы время — поэтому важно, чтобы время это было ей в радость.

Беседки деревянные для дачи
Для этих целей обычно используется различная садовая мебель и беседки. Беседки – это не только уютное место для отдыха всей семьей, но и эффектное архитектурное дополнение вашего приусадебного участка.

Покраска деревянных полов
Если у вас старое напольное покрытие с остатками краски, для полной очистки используйте специальные эмульсии, в состав которых входит парафин, метилен хлористый, спирт этиловый и каустическая сода. Эти

Дизайн интерьера кафе и ресторанов
Если вам хочется создать неповторимое кафе, стоит подумать о том, чтобы отправиться в местные магазины подержанных товаров или магазины винтажных товаров, чтобы найти забавные причудливые вещи. Например,

Покраска гипсокартона своими руками
Мало кто усомнится, что идеально выровнять стены и потолок лучше всего получается с использованием гипсокартона. Кроме этого можно создать еще и несколькоуровневые рельефные поверхности с самыми причудливыми

rss