Лекция №4.Плазменные покрытия (1074597)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекция №4. Плазменные покрытия.

Определения

Плазменное напыление — процесс нанесения покрытия на поверхность изделия с помощью плазменной струи.

Сущность плазменного напыления заключается в том, что в высокотемпературную плазменную струю подаётся распыляемый материал, который нагревается, плавится и в виде двухфазного потока направляется на подложку. При ударе и деформации происходит взаимодействие частиц с поверхностью основы или напыляемым материалом и формирование покрытия. Плазменное напыление является одним из вариантов газотермического напыления.

Дуга свободна, если её развитие в пространстве не ограничено. Сжатая дуга помещается в узких каналах и обдувается струями газов или паров. Особенно мощные плазменные потоки у сжатой дуги. Сжатые дуги являются основой дугового плазмотрона - устройства для получения «низкотемпературной» плазмы. Физические исследования по созданию плазмотронов начались в начале ХХ века, а наиболее широкое исследование в конце 50-х, начале 60-х годов. В 1922 году Жердьен и Лотц получили сжатую дугу, стабилизированную водяным вихрем. В 1951 году в дуговом разряде, стабилизированном водяным вихрем, Бурхорну, Меккеру и Петерсу удалось получить температуру 50000°С, а в 1954 году на установке для получения сжатой дуги при высоком давлении паров воды Петерс получил сверхзвуковую скорость истечения плазменной струи - 6500м/с при температуре 8000К (1,6 М).

В середине пятидесятых фирма Джианини публикует работы по устройству газового плазмотрона с кольцевым анодом.

В конце 50-х были созданы первые дуговые плазмотроны, а в начале 60-х годов – плазменные распылители. Из-за своей универсальности (температура плазменной струи обеспечивала плавление любых материалов) плазменные распылители заняли значительное место в ГТН, потеснив газопламенные методы.

Плазменная обработка позволила упрочнять поверхность конструкционных материалов. Плазменное напыление - создавать новые композиционные материалы и покрытия, которые не могут быть получены другими методами. Особенно широко плазменное напыление используется для нанесения порошков оксидов различных металлов.

Технoлoгический прoцесс плазменного напыления и соответствующая пoдгoтoвка пoверхнoсти деталей позволяет наносить пoкрытия нa изнoшенные цилиндрические пoверхнoсти детaлей (валы, фигурные и плoские пoверхнoсти). Подготовка поверхности предусмaтривaет следующие oперaции: oчистку детaлей oт грязи, мaсляных и смoлистых oтлoжений, a при нерaвнoмернoм их изнoсе — мехaническую oбрaбoтку для устрaнения нерoвнoстей и придaния пoверхнoсти прaвильнoй геoметрическoй фoрмы; сушку детaлей пoсле прoмывки в сушильнoм шкaфу при темперaтуре 80... 150°С или oбдувку сжaтым вoздухoм.

Принцип плазменного напыления. Между катодом и медным водоохлаждаемым соплом, служащим анодом, возникает дуга, нагревающая поступающий в сопло горелки рабочий газ, который истекает из сопла в виде плазменной струи. В качестве рабочего газа используют аргон или азот, к которым иногда добавляют водород. Порошковый наплавочный материал подается в сопло струёй транспортирующего инертного газа, нагревается плазмой и с ускорением переносится на поверхность основного материала для образования покрытия. Средняя температура плазмы на выходе из сопла плазмотрона находится в пределах от нескольких тысяч градусов до десятков тысяч градусов Кельвина.

Схема плазменного напыления

Рис.1. Схема установки для плазменного напыления.

КПД плазменной горелки составляет 50—70%. Высокая температура плазмы позволяет проводить напыление тугоплавких материалов. Возможность регулирования температуры и скорости плазменной струи путем выбора формы и диаметра сопла и режима напыления расширяет диапазон напыляемых материалов (металлы, керамика и органические материалы). Покрытия, полученные методом плазменного напыления, обладают высокой плотностью и хорошим сцеплением с основой. Процесс плазменного напыления хорошо поддаётся автоматизации.


Рис. 2. Схема плазменной наплавки.

1 – деталь, 2 – бункер, 3 - плазменная головка, 4 - источник питания, 5 – сварочная проволок

Методы и история их создания

• Атмосферное плазменное напыление англ. Atmospheric plasma spraying (APS) запатентован Giannini and Ducati в 1960 г., Gage в 1962 г. Базируется на применении Плазменного генератора Гердиена, изобретенного в 1922 г.

• Вакуумное плазменное напыление англ. Vacuum plasma spraying (VPS), или Low-Pressure Plasma Spraying(LPPS) Приоритет изобретение отдают сотруднику фирмы Plasmadyne Мюльбергеру, в 1973 г.

• Плазменное напыление в контролируемой атмосфере англ. Controlled-atmosphere plasma spraying (CAPS) Mash, Stetson и Hauck в 1961 г. первыми сообщили о напылении плазмой в камере, заполненной инертным газом. Эту технику назвали Inert Plasma Spraying (IPS). Другой способ, позволяющий изолировать плазменную струю от окружающей атмосферы, был изобретен Okada и Maruo в 1968 г. и назывался Shrouded Plasma Spraying (SPS). В этом способе защитный газ подавался из сопла, присоединенного к аноду плазмотрона, близко к подложке, что позволяло удалять плазмообразующий газ.

Атмосферное плазменное напыление

Общепризнано, что процесс атмосферного плазменного напыления (АПН) позволяет использовать самый широкий диапазон материалов покрытия из всех процессов термического напыления для неограниченного числа применений на металлических образцах, работая там, где не могут другие процессы.

Свойства поверхности, достигаемые с помощью процесса атмосферного плазменного напыления

• Уплотнение между движущимися деталями

• Абразивные поверхности

• Ремонт и восстановление изношенных поверхностей

• Устойчивость к абразивному, адгезионному износу, износу при трении и фреттинге

• Устойчивость к образованию полостей

• Коррозионная устойчивость в кислой, щелочной и солевой средах; устойчивость к химическим воздействиям

• Устойчивость к горячей коррозии

• Электропроводящие поверхности

• Электроизолирующие поверхности

• Устойчивость к химическим воздействиям

• Коррозионная устойчивость

• Фрикционные и нескользящие поверхности

• Ударная стойкость

• Антифрикционные и смазывающие поверхности

• Устойчивость к окислению

• Теплопроводящие поверхности

• Теплоизолирующие поверхности

• Декоративная обработка

Вакуумное плазменное напыление

Плазменное напыление в контролируемой атмосфере

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций