Плазменное напыление

Основано на использовании энергии плазменной струи как для нагрева, плавления, так и для переноса частиц материала на напыляемую поверхность (рис. 4.3).

Рисунок 4.3 – Схема плазмотрона для напыления покрытий: 1 – ввод плазмообразующего газа; 2 – водяное охлаждение; 3 – катод плазмотрона; 4 – электроизоляционная прокладка; 5 – анод плазмотрона; 6 – ввод напыляемого порошка; 7 – плазменная струя с нагретым порошком; 8 – покрытие; 9 – напыляемое изделие

Благодаря наиболее широкому из всех способов ГТН диапазону напыляемых материалов (различные металлы, сплавы, керамика) плазменные покрытия могут обеспечивать высокие эксплуатационные свойства (жаростойкость, жаропрочность, коррозионная, кавитационная стойкость и др.)

Плазменное напыление имеет наиболее широкие области применения покрытий: ракетная, авиационная, космическая техника, машиностроение, энергетика, металлургия, нефтехимия, транспорт, приборостроение, ремонт и восстановление деталей.

Толщина плазменных покрытий 0,1…10 мм, температура нагрева поверхности – до 200 °С.

Преимущества плазменного напыления по сравнению с другими методами получения ГТП:

-высокая концентрация энергии в плазменной струе (температура плазменной струи до 30000 °С), что позволяет наносить покрытия любого химического состава, включая тугоплавкие сплавы и керамику. В БНТУ удалось в последние годы получить градиентные экономичные керамические покрытия аморфно-кристаллического строения с уникальными эксплуатационными свойствами;

-использование широкого диапазона газов для образования струи дуговой плазмы: инертных (аргона, гелия), восстановительных (водорода), окислительных (воздуха, азота) аммиака, природного газа и др.;

-стабильность процесса, высокие производительность и коэффициент использования напыляемых материалов;

-возможность регулирования в широких пределах степени нагрева вводимых в плазменную струю материалов

Недостатки плазменного напыления:

-низкая прочность сцепления покрытия с деталью для ряда условий эксплуатации(10…50 МПа), и высокая(до 20%) пористость покрытия;

-высокий уровень шума(100…130 дБ);

-относительно высокая стоимость оборудования и его стационарность.

Наиболее результативные исследования и разработка технологий плазменного напыления в Республике Беларусь ведутся в Объединенном институте машиностроения НАН Беларуси, НПО порошковой металлургии и БНТУ.