Способ плазменного нанесения покрытий
Изобретение может быть использовано в машиностроении для получения защитных покрытий на деталях машин, работающих в условиях повышенного износа и высоких контактных нагрузок. Способ включает ввод напыляемого порошка в плазменную струю, термическое активирование обрабатываемой поверхности возбуждением выносной электрической дуги, совмещенной с плазменной струей, и транспортирование порошка плазменной струей к обрабатываемой поверхности, при этом выносную электрическую дугу питают пульсирующим током с частотой следования импульсов 25 - 100 Гц при средней мощности пульсирующей дуги 1 - 8,5 кВт. Способ позволяет повысить качество покрытий за счет увеличения его локальной плотности и адгезионной прочности без перегрева материала обрабатываемой поверхности. 1 ил.
Изобретение относится к области нанесения покрытий и может быть использовано в машиностроении для получения защитных покрытий на деталях машин, работающих в условиях повышенного износа и высоких контактных нагрузок.
Известен способ плазменного нанесения покрытий, включающий ввод напыляемого порошка в плазменную струю, термическое активирование обрабатываемой поверхности возбуждением выносной электрической дуги, совместной с плазменной струей, и транспортирование порошка плазменной струей к обрабатываемой поверхности (см. Кулагин И. Д. , Борисов А.П., Краснов Ю.И. Поверхностное упрочнение деталей дуговых разрядов.- В сб.: Теория и практика газотермического нанесения покрытий.- Дмитров, 1985, с. 73-74). Целью изобретения является повышение качества покрытий за счет увеличения его локальной плотности и адгезионной прочности без перегрева материала обрабатываемой поверхности. Это достигается тем, что в способе плазменного нанесения покрытий, включающем ввод напыляемого порошка в плазменную струю, термическое активирование обрабатываемой поверхности возбуждением выносной электрической дуги, совмещенной с плазменной струей, и транспортирование порошка плазменной струей к обрабатываемой поверхности, выносную электрическую дугу питают пульсирующим током с частотой следования импульсов 25 - 100 Гц при средней мощности пульсирующей дуги 1 - 8,5 кВт. Использование выносной дуги, питаемой пульсирующим током, позволяет обеспечить более эффективный и равномерный прогрев присадочного порошка за счет улучшения условий теплообмена плазмы и порошка при импульсном изменении температуры и скорости плазменной струи, а также оптимизировать тепловое воздействие дуги на поверхность заготовки вследствие диффузии опорного пятна электрической дуги по поверхности, что ведет к повышению плотности и адгезионной прочности покрытия, так как оно формируется из проплавленных частиц на термически активированной или расплавленной поверхности. Кроме того, уменьшаются потери наносимого материала, связанные с рикошетированием непроплавленных частиц от поверхности обрабатываемого изделия. Данный способ плазменного нанесения покрытий реализуется следующим образом (см.чертеж). С помощью электрической дуги, горящей внутри плазменного генератора постоянного тока (1), нагревают поток газа (2), протекающий через него и создающий плазменную струю (3). В плазменную струю (3) вводят порошок (4), напыляемый на поверхность (5). С осью струи (3) совмещают электрическую дугу (6), горящую от катода (7) на поверхность (5) и питаемую от источника пульсирующего тока (8). Если мощность пульсирующей дуги выше максимального значения, то происходит полное оплавление напыленного слоя и образование на границе раздела общей "сварочной ванны", что в некоторых случаях приводит к короблению подложки и ее деструктивным изменениям. Если мощность дуги ниже минимальной, дуга горит неустойчиво и слабо активируется подложка. При правильно выбранной мощности на поверхности напыленного слоя в местах "привязки" опорного пятна выносной дуги возникает зона локального расплавления покрытия, простирающаяся от поверхности слоя до подложки, а в месте контакта этой зоны с поверхностью возникает химическое взаимодействие, приводящее к повышению адгезионной прочности. На поверхности покрытия появляется характерная "пятнистость" (пятна - вершины зон локального расплавления). При правильном выборе частоты следования импульсов количество пятен составляет 10...50 на 1 см2. Указанные зоны являются своеобразными "заклепками", прикрепляющими напыленный слой к подложке, при этом полного расплавления покрытия не происходит. Например, при нанесении покрытия толщиной 1![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
Формула изобретения
Способ плазменного нанесения покрытий, включающий ввод напыляемого порошка в плазменную струю, термическое активирование обрабатываемой поверхности возбуждением выносной электрической дуги, совмещенной с плазменной струей, и транспортирование порошка плазменной струей к обрабатываемой поверхности, отличающийся тем, что выносную электрическую дугу питают пульсирующим током с частотой следования импульсов 25 - 100 Гц при средней мощности пульсирующей дуги 1 - 8,5 кВт.РИСУНКИ
Рисунок 1