Материалы для упрочняющего напыления и свойства напыленных покрытий.

Для напыления покрытий используют металлы и их сплавы, керамику и пластмассы. Свойства напыленных покрытий зависят от способа напыления, свойств основного материала и режима обработки (рисунок 1, таблицы 1 и 2).

3970152_рисунок 1

3970152_таблица 1

3970152_таблица 2

Для получения износостойких покрытий применяют коррозионно-стойкую аустенитную, углеродистую сталь, самофлюсующиеся сплавы и смеси с карбидами и оксидами твердосплавных материалов, молибден, керамику (оксид алюминия, хрома и др.), баббит, кермет, фосфористую бронзу. Низкий уровень износа (2,5%) показывают напыленные покрытия из оксида алюминия и его смеси с диоксидом титана.

3970152_рисунок 2

Напыленные покрытия обладают значительной пористостью, впитывают смазку, в связи с чем обладают хорошими фрикционными свойствами. После прекращения подачи масла при вращении стального вала в баббитовых подшипниках износ у вала без покрытия начинается через 2,5-3 часа, а у вала с напыленным стальным покрытием — через 22,5 часа. Для придания фрикционных качеств эффективно также дуговое напыление двумя проволоками из свинца и меди или из стали и меди.
Для получения жаростойких покрытий применяют молибден, вольфрам и другие тугоплавкие металлы, никелевые сплавы, сплавы на основе кобальта, керамику — эмали, диоксид циркония, оксид алюминия, керметы, бориды и карбиды металлов, многослойные покрытия (металлы и оксиды металлов). Для снижения проникновения газов в поры в условиях эксплуатации покрытия необходимо пропитывать или использовать другие способы уплотнения. Температура плавления покрытия из диоксида циркония составляет 2700 град. Цельсия, силицида хрома и молибдена — 2480 град., а из смеси диоксида титана и оксида алюминия — 2000 град.
Для повышения термической стойкости покрытий из диоксида циркония и оксида алюминия на поверхность стальных деталей напыляют подложку из плакированного порошка, обладающего высокой адгезией.
В целях снижения пористости покрытия из диоксида циркония при газопламенном напылении добавляют 20…40% порошка кварцевого песка. Такие покрытия устойчивы к окислению в течение 40 часов при температуре 1500 град.
Для получения теплоизолирующих напыленных покрытий применяют керамику и керметы. Эти материалы также обладают высокой химической стойкостью при больших температурах (таблица 3).

Читайте также:  Виброплиты: разновидности и сферы использования

3970152_таблица 3

В электротехнике используют покрытия с высоким пробивным напряжением (оксид алюминия с добавлением диоксида титана; оксид алюминия; диоксид циркония с добавлением оксида алюминия, диоксида кремния и оксида кальция, таблица 4).

3970152_таблица 4

Для снижения тока утечки во влажной среде на покрытие наносят органическую смолу, заполняющую поры.
В качестве антикоррозионных покрытий при напылении используют цинк, алюминий, их сплавы (от 40% алюминия до 60% цинка, и наоборот). По результатам долгосрочных промышленных испытаний, проведенных в США, было выявлено следующее:
1. Для полной защиты стали в морской воде и прибрежной атмосфере можно успешно использовать алюминиевое напыление толщиной 0,08-0,15 мм. С применением покраски возможно нанесение покрытия 0,08 мм.
2. Цинковое покрытие без последующего окрашивания должно быть не менее 0,3 мм толщиной при эксплуатации конструкций в тех же условиях. После окрашивания достаточно слоя цинка 0,15 мм.
3. Коррозия стали не развивалась даже при механическом повреждении покрытия.
4. Алюминиевые и цинковые покрытия не нуждаются в нанесении подложки.
Стойкость напыленных покрытий можно в 3-4 раза повысить путем их окрашивания.
Аморфные газотермические покрытия на основе сплавов Fe-Ti-B-C, Ni-Mo-Cr-B и Fe-Ni-B обладают повышенной адгезией (прочность на отрыв до 60 МПа), коррозионно- и износостойкостью. Такие материалы позволяют увеличить долговечность плунжеров бурового оборудования в 2 раза, насосных штанг — в 2,5 раза, деталей центробежных насосов — в 1,9 раза.
С целью снижения себестоимости никелевых и кобальтовых покрытий применяют порошки, полученные из стружки серого чугуна, повышающие микротвердость в среднем в 2,3 раза по сравнению с литым чугуном. При этом добавление в порошок бронзы и сплава ПГ-Ж5 снижает остаточные растягивающие напряжения на треть величины.
Марки некоторых материалов для напыления и их применение приведены в таблице 5.

Читайте также:  Промышленные дымовые трубы

3970152_таблица 5 часть 1

3970152_таблица 5 часть 2

Рубрика: Производство