Электродуговое напыление
Производится электрической дугой, образованной двумя токоведущими проволоками, которые перемещаются с постоянной скоростью в зону горения дуги и расплавляются, после чего потоком сжатого воздуха распыляются и переносятся на напыляемую поверхность.
Газопламенное напыление
Метод газопламенного напыления позволяют защитить от высокотемпературной, язвенной, атмосферной коррозии, прекрасно подходит для обработки труднодостижимых участков. Металлизация напылением нержавеющих проволок позволяет заменить горячее цинкование, полимеры и лакокрасочные покрытия для покрытия труб и ёмкостей. Декоративные покрытия создаются при нанесении меди, бронзы и латуни
Плазменное напыление
Производится плазменной струей, которая образуется в специальных горелках (плазмотронах). Метод плазменного напыления широко применяется в теплоэнергетике и металлургии.
HVOF (высокоскоростной кислородно-окислительный процесс)
HVOF — система термического напыления, использующая сгорание газов, таких как водород, или жидкое топливо, к примеру, керосин. Подобные покрытия применяются в автомобильной и электронной промышленности, а также для защиты от коррозии.
Сущность и техника особых способов наплавки
Кроме описанных выше основных способов наплавки, достаточно широко применяемых в промышленности, имеется ряд других, имеющих ограниченное применение. Это наплавка с разделенными процессами тепловой подготовки наплавляемого металла и наплавляемой детали, наплавка токами высокой частоты, вибродуговая, дуговая лежачим электродом, вакуумно-дуговая испаряющимся электродом, газотермическая наплавка и напыление с использованием гибких шнуровых материалов. Наплавку с разделенными процессами тепловой подготовки применяют в основном при наплавке более легкоплавкого сплава (например, на основе меди) на сталь. В настоящее время процесс реализуется в виде выливания расплавленного в тигле наплавляемого металла на предварительно заформованную (для соответствующего фиксирования месторасположения жидкого наплавляемого металла) деталь, предварительно отдельно подогретую в печи. Для обеспечения смачивания и сцепления наплавляемого металла с деталью наплавляемую поверхность при нагреве детали в печи защищают от окисления флюсом. Способ трудно поддается механизации, трудоемкий, но обеспечивает хорошее качество наплавленного слоя.
Наплавка токами высокой частоты осуществляется расплавлением наложенной на наплавляемую поверхность смеси флюса и порошка наплавочного сплава (например, зернистого сормайта) посредством подводимого индуктора, обеспечивающего выделение достаточной тепловой мощности. Сормайт нагревается до температуры его плавления (-1150 0С). Толщина получаемого слоя более 0,4 мм. Производительность наплавки довольно высока.
Вибродуговую наплавку выполняют вибрирующим электродом диаметром 1,5 ... 2 мм, причем в результате его вибрации механическим путем или при помощи электромагнита с частотой до 30 ... 100 1/с и амплитудой 0,5 ... 1 мм дуга закорачивается на наплавляемое изделие и снова возбуждается. При каждом коротком замыкании часть наплавляемого электрода остается на поверхности. Толщина слоя получается небольшой. Так как в зону наплавки все время подаются охлаждающая жидкость (обычно водный раствор кальцинированной соды) или потоки воздуха, изделие прогревается и деформируется очень мало. Ускоренное охлаждение способствует повышению твердости наплавленного металла. Наиболее часто этот способ применяют при наплавке цилиндрических изделий небольшого диаметра (рисунок 10). Выполняют вибродуговую наплавку и под флюсом.
Дуговую наплавку лежачим электродом или пластиной осуществляют посредством зажигания дуги между наплавляемым изделием и пластиной, наложенной на него над прослойкой гранулированного флюса толщиной 3 ... 5 мм (рисунок 11,а). Дуга по мере оплавления пластины перемещается, вызывая ее расплавление и наплавление соответствующего количества металла на изделие. При надлежащей подготовке процесс происходит достаточно устойчиво. По аналогичной схеме возможна наплавка во внутренних полостях деталей по образующей (рисунок 11,б).
1 - наплавляемое изделие; 2 - сопло для подачи охлаждающей изделие жидкости;
3 - сопло для подачи жидкости в зону сварки;
4 - электродная проволока; 5 - электродоподающие ролики;
6 - электромагнитный вибратор; 7 - пружина
Рисунок 10. Вибродуговая наплавка
а) схема наплавки лежачим пластинчатым электродом:
1 - подвод тока; 2 - медная плита; 3 - электрод;
4 - легирующая обмазка; 5 - флюс; 6 - изделие;
б) пример применения наплавки лежачим электродом для
восстановления изношенной проушины трака:
1 - стержень; 2 - покрытие
Рисунок 11. Наплавка лежачим пластинчатым электродом
Инертно-плазменное напыление
Область применения:
Упрочнение поверхности ответственных узлов и деталей машин и механизмов. Нанесение легко окисляющихся материалов. Создание изделий из композиционных материалов практически любого состава и соотношения.
Воздушно-плазменное напыление
Высокое качество покрытий (особенно керамических), возможность напыления практически любых металлов, простота используемого оборудования в результате нет баллонов со сжатыми газами, низкая себестоимость напыленных покрытий, простота управления.
Напыленные методом ВПН покрытия не ниже, а в некоторых случаях выше, чем покрытия, полученные традиционным плазменным напылением (ТПН) с использованием оборудования известных фирм.
Область применения:
Восстановление изношенных деталей различных машин и механизмов. Изготовление изделий методом плазменного формования с уникальными характеристиками и параметрами.
Сверхзвуковое плазменное напыление
Плазменное напыление сверхпрочных покрытий на различные детали и изделия реализуется с помощью метода сверхзвукового напыления. Этот метод применим для коленчатых валов даже самых больших машин (типа МАЗ, КАМАЗ, КрАЗ), коленчатых валов судовых дизелей, шаровых клапанов вентилей, матриц пресс-форм, гребней шнеков и других аналогичных деталей. Сверхзвуковая плазменная установка для напыления высокопрочных покрытий включает источник питания типа АПР 404, камеру для напыления и устройство перемещения детали в зависимости от её размеров и габаритов дозатор порошка, сверхзвуковой плазмотрон и пульт управления. не поставляется.
Покрытия, реализуемые сверхзвуковым способом, характеризуются максимальными данными по плотности и пористости. Лучшими данными по износостойкости.
Область применения:
Нанесение сверхпрочных покрытий на некоторые изделия, преимущественно валы тяжелых машин, судовых колен валов и других деталей спец. назначения.
Плазменным напылением наносятся износостойкие, антифрикционные, жаростойкие, коррозионностойкие и другие покрытия.
Напыление с помощью низкотемпературной плазмы позволяет:
наносить покрытия на листовые материалы, на конструкции больших размеров, изделий сложной формы;
покрывать изделия из самых разнообразных материалов, включая материалы, не терпящие термообработки в печи (стекло, фарфор, дерево, ткань);
обеспечить равномерное покрытие как на большой площади, так и на ограниченных участках больших изделий;
значительно увеличить размеры детали (восстановление и ремонт изношенных деталей). Этим методом можно наносить слои толщиной в несколько миллиметров;
легко механизировать и автоматизировать процесс напыления;
использовать различные материалы: металлы, сплавы, окислы, карбиды, нитриды, бориды, пластмассы и их различные комбинации; наносить их в несколько слоев, получая покрытия со специальными характеристиками;
практически избежать деформации основы, на которую производится напыление;
обеспечить высокую производительность нанесения покрытия при относительно небольшой трудоёмкости;
улучшить качество покрытий. Они получаются более равномерными, стабильными, высокой плотности и с хорошим сцеплением с поверхностью детали.
Технология изготовления подавляющего большинства деталей механизмов и машин включает операции механической обработки резанием. Заготовками для многих деталей являются прутки. Кроме того, заготовки получают путем отливки, ковки, штамповки и других процессов. В процессе обработки резанием с заготовки снимается часть металла, переходящая при этом в стружку; эта часть называется припуском или просто припуском. Общий припуск на обработку данной поверхности определяется как разность между размером до обработки и после обработки. В результате обработки резанием обеспечивается форма, размеры и чистота поверхности, заданные чертежом.