Пантелеенко Ф.И. и др. - Восстановление деталей машин (1038481), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Толщина покрытия на один цикл, мкм........ Точность толщины наносимого покрытия, мкм, Напряжение сети, В... Потребляемая мощность, Вт . Расход рабочих газов, м'/с: — кислорода .. — пропан-бутана (ацетилена) . — азота... Производительность при толщине иапыляемого слоя 15мкм, м'!с.......... Толщина покрытия за один выстрел, мкм....... Диаметр пятна, мм .. Скорострельность, с ' 1,1... 5,3 300 3500 0,12 2...5 Форкамерное 50...60 8...15 10...20 НАПЫЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА 3.7.7.
Индукционное нани~ление Индукционное наиыление разработано и впервые применено в СССР. Напыляемая проволока подается в индуктор, где нагревается и расплавляется вихревыми токами, возникающими за счет переменного магнитного поля. Расплавленный металл распыляется сжатым воздухом. Головка индукционного аппарата (рис. 3.36) имеет высокочастотный индуктор и концентратор тока, который обеспечивает нагрев проволоки на небольшом участке. Частота тока / (Гц), необходимого для расплавления проволоки, определяется по формуле ~ = «/Ы', (3.35) где А — коэффициент, зависящий от материала проволоки и температуры ее плавления; Ы вЂ” диаметр проволоки, см.
Ток высокой частоты вырабатывают ламповые (ЛГПЗ-ЗО, Г3-46, ЛПЗ-60 и др.), машинные (ОПЧ-250/2400, ВПЧ-100/8000 и др.) или тиристорные (ТПЧ-100-2,4 и др.) генераторы. Дальнейшее развитие детонационной технологии связано с подачей жидкого металла в ствол пушки. В этом случае объединяют хорошо отработанную технологию и оборудование для дугового напыления с малогабаритным высокочастотным детонационным ускорителем продуктов сгорания.
Пористость покрытия при этом составляет 5...8 ©4, сквозная пористость отсутствует, шероховатость покрытия малая, а количество оксидов ~ 2...6 'Ъ. Конкуреитом и наиболее близким аналогом детонационного напыления является высокоскоростное газопламенное напыление. В условиях высокоскоростного напыления материал сосредоточивается вблизи оси струи. Угол расхождения сверхзвуковых двухфазных струй меньше, чем дозвуковых, и составляет 5...7'. Это приводит к уменьшению диаметра пятна напыления и более экономному использованию материала.
Коэффициент использования материала достигает 0,85 против 0,75 при традиционном электродуговом напылении. Исследуется газодинамический способ нанесения покрытий, который отличается тем, что покрытие формируется из частиц, ускоренных сверхзвуковым газовым потоком. Поток газа с частицами проходит через сверхзвуковое сопло, при этом иет необходимости подготавливать напыляемую поверхность и в том числе нагревать ее. Достигаются высокая адгезия (150 МПа) и низкая пористость (< 1 'Ь), производительность до 1ОО кг/ч. а'УАТЮАЭ'Л~АВ ф + ф ~~~++~« 4ф+$ Ффф ~ Ф~ФД, МИйй 1Ь ° У 4$« ~ю '%МИМИ ~Ф4 «$««р «Ф. в Ф+Ф$« Ъ ф+$$ $ ф ф+ < МФ ++ф | ЪФ~ФФФ~~Ф 1 1 1 !3'33 ! $ ! ! $ ° $ ° $ ! $ ! ! $ ° $$«$ $$~$ ! 1 Э а $1 $ Ф ° 11:< 1$ в Ф" Ф Ф ° $$ .'$3 ° Э $ $ !1911 $ 9 $ Э Ф < < в ь $ ) с'у /'у! в ' 111 9 $ ° "У 1 $ < Ф Ф < 9 9 $ ° 3 ° $ ° < $ $ ° : $ ° $ $ ° Ф 9 ° ° $ Ф Ф ° ° Ф Э ° $ ° В В ° в ° $ $ Э Ф $3 $$:1 ° ° ° $ < $ ° $ ! 99 ° $ ° ° 1 $ ° ° ' Э 1 ° ° ° $ < Э $ ! $, $ $ .
1 Э!!! ф у ф в в«$ < Ф < $ Э Э Ф Ф < $ ° $ $ ° $ °: Ф $ ° $ ° ° '$99$ $ Н $ НАПЫЛЕНИЕ МА 1'ЕРИАЛА В общем случае движущей силой переноса частиц в направлении к поверхности напыления является разность парциальных давлений паровой фазы. Наиболее высокие давления пара, достигающие 133 Па и более, наблюдаются вблизи поверхности распыления ~испарения). Это и обусловливает перемещение частиц в направлении напыляемого изделия, где парциальное давление паров минимально.
Ионизированные частицы обладают большей энергией, что обеспечивает получение покрытий высокого качества. Способы вакуумного конденсационного напыления классифицируют по различным признакам: — по способам распыления материала и формирования потока распыленных частиц: термическим испарением материала из твердого или расплавленного состояния, взрывным (интенсифицированным) испареиием-распылением; ионным распылением твердого материала; — по энергетическому состоянию напыляемых частиц: напыление нейтральными частицами (атомами„молекулами) с различным их энергетическим состоянием„. напыление ионизированным и частицами„напыление ионизированными ускоренными частицами, В реальных условиях в потоке присутствуют различные частицы; — по способу взаимодействия напыляемых частиц с остаточными газами камеры: напыление в инертной разреженной среде или в высоком вакууме ~133 10 ' Па); напыление в активной разреженной среде (13,3 10 ...133 10 Па).
Процесс вакуумного конденсационного напыления покрытий включает три стадии: 1) переход конденсированной фазы в газо- или парообразную фазу; 2) формирование потока и перенос напыляемых частиц иа поверхность напыления; 3) конденсация паров на поверхности напыления — формирование покрытия. Скорость осаждения покрытий ~'„(мм/с) для точечного источника определяется по формуле ЗРЯ сова Г 4ПЕ где с — скорость распыления ~испарения), мм/с„5 — площадь распыле- Р ния, мм; а — угол между направлением потока частиц и нормалью к Глава 3. РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ поверхности напыления; Ь вЂ” расстояние от очага распыления до напы- ляемой поверхности, мм.
Дря плоского источника ор5 сова соя О ПЕ где Π— угол между направлением потока частиц и нормалью к поверхности распыления ~испарения). Первая стадия процесса должна обеспечивать наряду с регулируемой скоростью и площадью распыления отсутствие в потоке конденсированной фазы в виде жидких или твердых частиц. Во второй стадии необходимо стремиться к формированию потока с максимальной степенью ионизации паровой фазы. Третья стадия определяется предыдущими процессами.
Введение в камеру активных газов позволяет перейти к способу вак много реакционного напыления покрытий. Конденсаты вступают в химическое взаимодействие с активными газами ~кислородом, аз куу отом оксидом углерода и др.) и образуют соответствующие соединения: оксиды, нитриды, карбиды и др. С помощью вакуумного конденсационного напыления создают износостойкие покрытия на поверхностях трения, режущих кромках инструмента и др. Перспективен способ вакуумного конденсационного напыления с ионизацией потока напыляемых частиц, стимулируемых плазмой, Часто его называют ионно-плазменным. Способ применяют для нанесения износостойких покрытий с особыми свойствами толщиной до 0,02 мм. Для этой цели выпускают установки ИЭТ-ЗИ2, ННВ-6,6И1, ВУ-1Б.
С помощью установки «Булат-ЗТ», например, наносят покрытия на детали топливной аппаратуры и режущий инструмент. Восстанавливаемые детали должны иметь размеры, соответствующие размерам рабочей камеры; материал их должен характеризоваться невысоким давлением насыщающих паров при температуре процесса и допускать нагрев до 400 'С. Состав и форма материала оказывают большое влияние на процессь испарения и распыления. Наиболее часто используют компактные мате риалы в виде стержней, проволоки, таблеток, дисков и диспергированны: материалов в форме порошков, гранул и др. Размеры материала выбири ют из условий получения оптимальной площади распыления ~испар» ния), максимального его использования, равномерной подачи в зону ра~ пыления.
НАПЫЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА Преимущества процесса: высокие физико-механические свойства покрытий; возможность получения покрытий из синтезированных материалов (карбидов, нитридов, оксидов и др.); нанесение тонких и равномерных покрытий; использование для напыления широкого класса неорганических материалов. Технологический процесс не загрязняет окружающую среду. В этом отношении он выгодно отличается от химических и электролитических способов нанесения тонких покрытий.
К недостаткам процесса следует отнести его невысокую производительность (скорость конденсации около -! мкмIмин), повышенную сложность технологии и оборудования, низкие энергетические показатели распыления и напыления. Установки для вакуумного конденсационного напыления покрытий классифицируются по ряду признаков. В зависимости от режима работы установки бывают периодического или полунепрерывного действия. Ось рабочей камеры располагается вертикально и горизонтально. По структурному строению установки делятся на одно- и многопозиционные. Средства откачки среды бывают масляные и безмасляные, низко- и высоковакуумные, а типы распылительных устройств — термического распыления, взрывного дугового испарения-распыления, ионного распыления, комбинированные.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
