Плазменное напыление. Технология плазменного напыления. Установка плазменного напыления.

Сущность плазменного напыления заключается в том, что в высокотемпературную плазменную струю подаётся распыляемый материал, который нагревается, плавится и в виде двухфазного потока направляется на подложку. При ударе и деформации происходит взаимодействие частиц с поверхностью основы или напыляемым материалом и формирование покрытия.

Технология плазменного напыления

Между катодом и медным водоохлаждаемым соплом, служащим анодом, возникает дуга, нагревающая поступающий в сопло горелки рабочий газ, который истекает из сопла в виде плазменной струи. В качестве рабочего газа используют аргон или азот, к которым иногда добавляют водород.

Порошковый наплавочный материал подается в сопло струей транспортирующего инертного газа, нагревается плазмой и с ускорением переносится на поверхность основного материала для образования покрытия. Средняя температура плазмы на выходе из сопла плазмотрона находится в пределах от нескольких тысяч градусов до десятков тысяч градусов Кельвина.

Рисунок 1 — Плазменное напыление металлов

П – покрытие; С – струя напыляемого материала и продуктов сгорания газов

КПД плазменной горелки составляет 50—70%. Высокая температура плазмы позволяет проводить напыление тугоплавких материалов. Возможность регулирования температуры и скорости плазменной струи путем выбора формы и диаметра сопла и режима напыления расширяет диапазон напыляемых материалов (металлы, керамика и органические материалы).

Рисунок 2 — Установка плазменного напыления

1 — источник питания; 2 — баллоны с газом; 3 — пульт управления; 4 — камера напыления; 5 — порошковый дозатор; 6 — вытяжной вентилятор; 7 — плазмотрон; 8 — плазменная струя; 9 — напыляемое покрытие; 10 — изделие; 11 — устройство для  перемещения изделия;  12 — водяной насос; 13 — холодильник

Покрытия, полученные методом плазменного напыления, обладают высокой плотностью и хорошим сцеплением с основой. Процесс плазменного напыления хорошо поддаётся автоматизации.

Краткие характеристики покрытия:

  • Пористость покрытия 4—8%.
  • Прочность сцепления покрытия с основой (адгезия) 5,0-8,0 кг/ мм².
  • Толщина напыленного слоя: — при напылении металлов и сплавов 0,05 – 5,0 мм; — при напылении керамики 0,05 – 0,5 мм.