Газотермические методы напыления матричного материала

Для нанесения матричного материала на волокна упрочняющей фазы могут использоваться различные методы газотермического 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 Ю 000 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 водоох-лаждаемого 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 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