Газотермические методы напыления

Для нанесения матричного материала на волокна упрочняющей фазы могут использоваться различные газотермические методы напыления. Наиболее распространен на практике метод плазменного напыления материалов.Плазменное напыление материала производится с использованием плазмотронов. Функция плазмотрона заключается в создании низкотемпературной плазмы, нагреве с ее помощью напыляемого материала и транспортировке материала к подложке. Плазмой называют такое состояние газообразной смеси, в которой число заряженных частиц (электронов и ионов) составляет не ниже Ю9 в одном кубическом сантиметре. Приближенно плазме соответствует температура около 10000 К и выше. В качестве плазмообразующих газов используют аргон, азот, гелий, аммиак, смеси газов.

Формирование плазменного покрытия происходит при соударении расплавленных частиц с покрываемой поверхностью. Благодаря высокой температуре частиц между ними на подложке возникают участки сваривания, и частицы прочно соединяются между собой и с подложкой. Толщина, плотность и прочность соединения покрытия с основой определяются технологическим режимом процесса напыления и природой материалов покрытия и основы.

Основным компонентом оборудования для плазменного напыления покрытий является плазменный распылитель, который состоит из вольфрамового электрода, выполняющего роль катода, и водоохлаждаемого медного сопла — анода. С помощью источника питания в распылителе возбуждается электрическая дуга, которая стабилизируется стенками сопла и плазмообразующим газом, поступающим от системы газоснабжения. Распыляемый материал подается в высокотемпературную плазменную струю, истекающую из сопла распылителя. С помощью пульта управления регулируются расход рабочего газа и мощность дуги.

Для напыления используют материал в виде порошка, стержня или проволоки.

В качестве материала для напыления используется проволока. В данном случае разряд возникает между вольфрамовым катодом и напыляемой проволокой, которая является расходуемым анодом. При этом сопло остается электрически нейтральным.

Для плазменного напыления материалов в газотермические методы напыления используются отечественные, серийно выпускаемые аппараты УПУ-ЗМ (напыление из проволоки и порошка) и УМП-5 (напыление из порошка).

Автор:

доцент кафедры Механика композиционных материалов и конструкций, кан. техн. наук

А.В. Бабушкин

Название: Конструкционные и функциональные волокнистые композиционные материалы

Город: Пермь

Год: 2007