Технология газопламенного напыления

В Ремонтно-производственном центре освоена технология газопламенного напыления. Технология применяется для нанесения различных порошковых покрытий с целью восстановления изношенных деталей, либо нанесения антикоррозионных и других видов покрытий.

Упрощённая схема нанесения порошков

 Контроль качества деталей с готовыми покрытиями может быть осуществлён по-разному. Наиболее важными показателями качества защитного покрытия являются:

·         величина сцепления с основным слоем

·         твёрдость

·         пористость

·         микроструктура

Обычно результаты получают после напыления 5 образцов. Четыре используются для определения силы сцепления, а пятый для определения твёрдости, пористости, микроструктуры.

Обычно определяется в соответствии со стандартом EN 582. Этот метод является основным, использующим адгезив (склеивающее вещество) с низким коэффициентом проникновения, иначе последний может попасть на основной метал, что способно повлиять на результаты испытания

Твёрдость покрытия может быть измерена как на его поверхности, примыкающей к основному металлу, так и в поперечном сечении. Однако ввиду ламанарной (неоднородной) природы некоторых покрытий величина твёрдости может зависеть от того, в какой части покрытия она была измерена. Специальная машина для измерения твёрдости по Виккерсу позволяет точно оценивать её величину на достаточно тонком поперечном сечении. В зависимости от твёрдости покрытия прилагаются различные нагрузки. Чем ниже нагрузка, тем выше требования к конечному качеству исследуемой поверхности. В альтернативных методах измерения твёрдости, таких как метод Бриннелля (HB) или Роквелла (HRC), используются сферические или конические инденторы соответственно.

 

Пористость защитного покрытия может быть измерена методом пропитки. Метод состоит в насыщении защитного слоя водой в условиях вакуума. Измеряется вес покрытия до и после насыщения и изменение веса пересчитывается в показатель, характеризующий пористость.

Микроструктура слоя может быть исследована под оптическим микроскопом. Помимо микроструктуры оператор может оценить толщину покрытия, степень проникновения защитного слоя в основной металл, уровень отслоения, микро- и макротрещины, приблизительную пористость и содержание оксидов.

 

Оценка методом ASTM G65

 

Метод ASTM G65 воспроизводит условия, позволяющие оценить стойкость материалов к абразивному износу в условиях небольшого давления. В методе используется вращающееся резиновое колесо и сухой песок. Для оценки измеряется степень износа образцов, подвергнутых абразивному воздействию частиц песка, движущихся в продольном и поперечном направлении поверхности.

CIAT - тест на определение сопротивления покрытия ударно-абразивному износу. С использованием установки центробежно-барабанного типа. Данная установка состоит из барабана, внутри которого установлены два рабочих колеса (крыльчатки), вращающиеся в одном направлении, но с разной скоростью. Образцы устанавливаются на колесо, вращающееся с большей скоростью. Абразивные частицы загружаются в барабан. Барабан вращается со скоростью 60 об/мин, в то время как крыльчатка с образцами - со скоростью 650 об/мин. Таким образом, загруженные в барабан абразивные частицы соударяются с образцами, имитируя комбинированный износ.

RotoTec®, ProXon® и MetaCeram® - технологии "холодного" порошкового напыления позволяющие наносить покрытия на металлические детали плоской и цилиндрической формы. Их основным преимуществом является низкий нагрев деталей, что позволяет избежать деформации и структурных изменений в основном металле. Во время процесса напыления температура детали не должна превышать 150 °С.

·         Напыление по технологии ProXon® осуществляется в один этап.

·         Напыление по технологии RotoTec® и MetaCeram® осуществляются в два этапа.

Первым этапом "холодного" напыления является нанесение подслоя порошком серии ProXon. Вторым этапом "холодного" порошкового напыления является нанесение основного слоя порошками серий RotoTec или MetaCeram. Подслой – порошковый сплав, который обеспечивает одинаково прочное диффузионное соединение как с основным металлом, так и с порошками серий RotoTec или MetaCeram.

·         Низкий нагрев основного металла.

·         Отсутствие деформации и структурных изменений в основном металле.

·         Широкий диапазон порошковых сплавов.

·         Простота процесса напыления.

·         Низкий уровень шума и низкая задымленность воздуха.

«Холодное» порошковое напыление имеет широкую область применений. В основном "холодное" напыление применяется для восстановления и упрочнения поверхностей, работающих в условиях трения металл-металл, для деталей плоской и цилиндрической формы. Например: шейки и поверхности валов, гильзы, поршни прессов, валки и т. п.

Температура пламени: 3200 °C

Скорость частицы порошка во время напыления: свыше 50 м/с

Производительность: 1 - 6 кг/ч

Материал покрытий: Металлические и керамические сплавы в виде порошка.

Плотность покрытий: 85 - 95%

Уровень шума: 70 - 80 dB(A)

Порошки для "холодного" напыления наносятся с помощью ацетилено-кислородной горелки CastoDyn DS 8000. Порошок подается в газовое пламя (ацетилен+кислород) с помощью инжектора и транспортирующего газа (азот, аргон или воздух). Пламя оплавляет частицы порошка и они прилипают к поверхности детали, образуя прочное диффузионное соединение. Из-за небольшого нагрева частиц порошка и оптимальной дистанции между соплом горелки и деталью, температура нагрева детали не превышает 150 С.

Микроструктура напыленного порошкового слоя.