11. Восстановление деталей напылением. Сущность процесса, область применения, оборудование и материалы.

Сущность газотермического напыления (ГТН) заключается в том, что материал покрытия в виде порошка или проволоки вводится в высокотемпературную зону газовой струи, расплавляется и потоком воздуха, или газовой струи, распыляется на подготовленную поверхность детали, формируя покрытие. Скорость движения частиц металла достигает 120 м/с. Скорость газового потока равна 150…160 м/с.

Газотермическими покрытиями (ГТП) восстанавливают и упрочняют изношенные детали, а также защищают металл от коррозии.

Технология нанесения газотермических покрытий имеет ряд преимуществ:

–возможно получение покрытий с заданными свойствами по твердости, износостойкости, пористости, коррозионной стойкости;

– низкий нагрев детали до 200 С, что не превышает температуры низкого отпуска;

– толщина покрытия может достигать от сотых долей до нескольких мм;

– производительность способов составляет до 10 кг наносимого материала в час.

Для газотермического напыления покрытий применяют плазменную струю, газовое пламя и детонацию. Металлизационные аппараты по способу получения тепловой энергии для нагрева наносимого материала подразделяют на газовые и плазменные.

Работоспособность ГТП определяется прочностью их сцепления с основой детали. Прочность сцепления (покрытие - поверхность заготовки) зависит от подготовки восстанавливаемой поверхности и последующей обработки детали с покрытием.

Основными параметрами технологий ГТП являются скорость и температура частиц напыляемого материала перед поверхностью детали. От их оптимального сочетания, главным образом, зависят плотность покрытия и прочность его сцепления с основой.

Напыляемые материалы и оборудование. Основным требованием к напыляемому материалу на деталь является соответствие его свойств условиям эксплуатации.

Кроме обеспечения эксплуатационных требований материал для ГТП должен обладать определенными физико-механическими свойствами, аналогичными свойствам материала детали. Состав и свойства напыляемого материала должны соответствовать возможностям нагрева и ускорения его частиц в конкретном аппарате для напыления.

В практике ГТН получили применение проволочные материалы, гибкие шнуры и порошки.

При ремонте сельскохозяйственной техники в основном применяют порошковые материалы. Порошок должен иметь необходимые размеры частиц, тип зерна, текучесть, термические свойства и минимальное отклонение от номинальных значений химического состава компонентов.

Существуют следующие типы порошков:

- чистые металлы;

- сплавы на основе алюминия, железа, никеля, кобальта и меди;

- самофлюсующиеся твердые сплавы на основе никеля и кобальта;

- карбиды и их смеси;

- оксидные керамики и композиты;

- экзотермические регулирующие (для подслоев);

- самооплавляющиеся механические смеси и др.

Их гранулометрический состав, форма и размер частиц имеют определяющее значение для процесса газопламенного напыления.

Свойства порошков гарантируются соответствующими техническими условиями их изготовления и стандартами.

По гранулометрическому составу некоторые отечественные порошки для газотермического напыления делятся на 3 класса: ОМ (очень мелкий); М (Мелкий); С (средний).

Оптимальный размер частиц для ГТП металлов 40–100 мкм. К ним относятся порошки самофлюсующихся сплавов.

Порошковые материалы для газопламенных покрытий наносятся установками УПТР-83. Разработана установка НПО «Порошковая металлургия» РБ (1984 г.) Имеются установки УПН-8-68 для нанесения покрытий из порошков самофлюсующихся сплавов (1969 г.). Имеется автоматизированная газопламенная установка повышенной производительности УГПП-86 (РБ). Она не уступает лучшим зарубежным аналогам.

Для плазменной металлизации применяют установки УМП-6, УПУ-3Д.

Для газопламенного напыления требуется несложное оборудование и небольшая площадь его размещения.

Область применения газопламенного напыления весьма обширна. С помощью этого процесса можно восстанавливать стальные и чугунные валы, посадочные места в корпусных деталях и ряд других деталей сельскохозяйственной техники.