373 / 530
Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
373
а
б
в
г
Рис. 3.
Микроструктура порошкового покрытия в целом и особенности строения его
характерных зон (обозначение зон цифрами - то же, что на рис. 2) при газотермическом
напылении:
а
- покрытие в целом (травление 5% HNO
3
),
б
- зона 1 сцепления с основой,
в
-
средняя зона 2,
г
- внешняя зона покрытия – 3 (
б,в,г
- термоокислительное травление)
Из приведённых данных следует, что неоднородность полей температуры и скорости
в потоке плазмы способствует одновременному существованию в его сечении частиц,
имеющих значительные отличия по тепловой и кинетической энергии и даже находящихся в
различных агрегатных состояниях. Это, а также наличие на поверхности частиц оксидных
пленок, выделение адсорбированного частицами газа приводит к пористости покрытия (14—
18%), то есть снижает качество покрытий при плазменном напылении.
Материалы и методики исследований
В стремлении повысить качество напылённого покрытия усовершенствована
конструкция плазмотронов. Наиболее перспективным, с точки зрения получения
осесимметричного высокотемпературного гетерогенного потока, является использование
узла кольцевого ввода порошка. Использование узла кольцевого ввода способствует более
эффективному нагреву частиц и увеличению производительности обработки по сравнению с
односторонним точечным вводом (рис. 4)
8,9
.
Повысить эффективность работы плазмотрона позволила также небольшая добавка
пропана (в смеси с воздухом) перед анодом (завеса анода). Пропан связывает кислород в
пограничном слое плазменного потока и, таким образом, резко снижает эрозию анода, т.к.
основной механизм эрозии на воздухе - окислительный. Снижение эрозии – это не только
повышенный ресурс работы плазмотрона, но и получение чистой плазмы (практически без
продуктов эрозии).