+7 (846) 274-02-02
Есть вопросы? Мы ответим!

icq 432184390 432184390
E-mail: plasma@megamir.ru
Телефон: (846) 274-02-20
задать вопрос с сайта


Наши предложения Оформить заказ О компании Статьи Контакты

Расходные материалы плазменного напыления

Порошковые материалы, применяемые при плазменном напылении

Исходными технологическими материалами плазменного напыления являются порошки тугоплавких металлов, оксидов, твердых сплавов, композиционных материалов дисперсностью 40-315 мкм, что обусловлено относительно низкой стоимостью и простой технологией процесса получения порошков. К порошковым металлическим материалам, используемым для напыления основного защитного покрытия, относятся порошки кобальтовых и никелевых сплавов, включающих хром, вольфрам и железо, обладающих высокой твердостью, которая практически не снижается даже при высоких температурах, износостойкостью и антикоррозионными свойствами. Такие сплавы используют для напыления с добавками бора и кремния, образуя самофлюсующиеся сплавы, покрытия из которых получаются без пор, обладают износостойкостью, эрозионной стойкостью, коррозионной стойкостью, стойкостью к окислению при высоких температурах.

Химический состав и твердость некоторых самофлюсующихся сплавов системы Ni - Cr - B – Si

Ni Cr В Si Fe C Другие элементы Твердость HRC
87,25 5,00 1.00 3,00 3,50 15-20
81,0 11,0 2,00 2,00 2,00 0.30 1,5 % 38
62,45 11,50 2,50 3,25 3,75 0.55 16,00 % 50-55

Для напыления освоен промышленный выпуск порошков некоторых интерметаллидных материалов (интерметаллиды - химическое соединение металлов друг с другом). Многие интерметаллические соединения могут использоваться в качестве материала для покрытий, предохраняющих различные металлы от газовой коррозии, так как обладают тугоплавкостью, высоким сопротивлением окислению и прочностью сцепления с подложкой. Наибольшее распространение получил алюминид никеля NiAl ( Тпл = 1913 К), который выпускается как в виде готового интерметаллида, так и в виде порошка алюминия, плакированного никелем. В последнем случае никель и алюминий под действием нагрева в плазменной струе вступают в экзотермическую реакцию, тепло которой, выделяясь на подложке, способствует образованию высокопрочных связей покрытия с подложкой. Это достоинство послужило одной из причин широкого использования никель-алюминиевого плакированного порошка для напыления подслоя на детали, изготовленные из различных конструкционных материалов.

К керамике обычно относят такие соединения, как окислы металлов,бориды, нитриды, силициды, карбиды и др. Керамика является тугоплавким материалом. Наиболее широко используют для напыления окись алюминия, двуокись циркония, карбиды вольфрама, хрома и титана.

Физико-механические свойства и область применения некоторых тугоплавких керамических материалов

Материал Плотность,
103 кг/м3
Температура плавления ТПЛ,
К
Тепло- проводность,
Вт/м•К
Коэффициент термического расширения 10-6 1/К Назначение покрытий
Окись алюминия 3,96 2303 2,39 8,0 Теплоизоляционное, теплоустойчивое при высоких температурах износостойкое, электроизоляционное
Двуокись циркония 5,56 3123 2,05 5,5 Теплоизоляционное, устойчивое при тепловых ударах
Карбид вольфрама 15,57 3140 45,3 6,2 Износостойкое, эрозионностойкое
Карбид хрома 6,7 2163 21.0 8,6 Износостойкое, жаростойкое при высоких температурах
Карбид титана 4,25 3140 39,7 10,6 Износостойкое, жаростойкое при температурах до 1023K

По сравнению с другими высокотемпературными материалами окислы имеют наиболее низкую электротеплопроводность и значительную прочность при высоких температурах, но не все окислы при высоких температурах являются химически устойчивыми.

Покрытия из чистой окиси алюминия обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и являются устойчивыми при высоких температурах. Высокая твердость, низкий коэффициент трения и химическая устойчивость покрытий из окиси алюминия позволяют применять их в качестве износостойких материалов. Основной недостаток - хрупкость и низкая механическая прочность, особенно при ударных нагрузках. Такие покрытия, содержащие в твердом растворе небольшое количество окиси титана, отличаются большей пластичностью и стойкостью к удару, хорошей износостойкостью. Покрытия из стабилизированной двуокиси циркония обладают большой стойкостью к тепловым ударам, высокой жаростойкостью и очень низкой теплопроводностью.

Бориды тугоплавких металлов имеют высокую температуру плавления и обладают значительной твердостью, однако в окислительной среде при 1573-1773 К нестойки. В нейтральной и восстановительной атмосферах, а также в вакууме бориды используют как жаропрочные материалы.

Температура плавления карбидов металлов значительно выше температуры плавления самих металлов. Большинство из карбидов обладают высокой жаростойкостью. Даже при высоких температурах их механические характеристики изменяются незначительно. Почти все карбиды обладают хорошей тепло- и электропроводностью. Карбиды бора, кремния, титана, хрома и вольфрама характеризуются высокой твердостью. Их широко используют в качестве износостойких материалов. Карбид вольфрама обладает очень высокой твердостью. Из чистого WC трудно получить покрытие, так как при напылении он легко разлагается. Поэтому используют смесь WC с металлами типа кобальта или порошок WC, плакированный Со (Ni). Карбид вольфрама вводят в самофлюсующиеся сплавы (от 30 до 80%).

Кроме возможности получения покрытия из различных материалов - металлов, сплавов, окислов, карбидов и т.д., плазменное напыление позволяет формировать покрытие из сочетаний материалов, которых трудно добиться другими способами, например: графит-металл, керамика-металл. Если смешиваются металлы и сплавы, то покрытия называются псевдосплавами, если смешиваются окислы (керамика) с металлами, то покрытия имеют название керметов.

Состав компонентов композиционных материалов

Термореактивные композиции
Интерметаллические Ni-Al,Ni-Ti,Co-Al,NiP-Al,NiCr-Al...
Керметные Al-NiO,Al-Mo3...
Металл - тугоплавкое соединение Ti-SiC,Cr-SiC,Ti-B4C...
Термонейтральные композиции
Керамические и керметные Ni-MgO,Ni-ZrO2,Cu-ZrO2...
Металл - тугоплавкое соединение Co-WC,Ni-WC,Ni-TiB2,Cu-SiC,Ni-TiC...
Металл - твердый смазочный материал Ni-графит, Ni-алмаз, Cu-алмаз,Ni-Сu-MoS2...

Применение таких смесей существенно повышает работоспособность покрытий - термостойкость, ударную вязкость, коррозионную стойкость, износостойкость и т.д. Созданы различные технологические варианты напыления композиционных покрытий: метод напыления механической смеси компонентов, использование для напыления порошка механической смеси компонентов, гранулированной на каком-либо связующем веществе; способ напыления частиц, состоящих из ядра основы, окруженного плакирующим слоем второго компонента (плакирующий слой наносится либо химическим осаждением, либо вакуумным испарением).

 

 
© МегаМир, 2009-2011 г.
идея и проект - группа компаний МегаМир®
разработка сайта, реклама в интернет - МегаМир®
Наши предложения |Оформить заказ |О компании |Статьи |Контакты МегаМир ® :: технологии застра сегодня ®