Способ нанесения покрытий плазменным напылением
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 - 3o и удельным теплосодержанием 26 - 30 квт
ч/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 3o 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 3o. Угол расширения потока косвенно характеризует степень турбулентности. При углах 
более 3o ламинарный поток начинает размываться и завихряться и, наконец, при углах a более 10o 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 3o и удельном теплосодержании 26 30 кВтч/м3. При снижении удельного энергосодержания менее 26 кВтч/м3 и увеличении угла расширения ламинарного потока a до 4oC10o наблюдается резкое снижение плотности и прочности сцепления покрытия. При увеличении уд.энергосодержания более 30 кВтч/м3 и углах расширения 4oC10o 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 0o до 3o 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 3o и удельным теплосодержанием 26 30 квтч/м3.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A 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
