Коррозионная защита внутренних поверхностей труб тепловых и водопроводных систем вакуумно-диффузионным хромированием
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ость (до 20%);
2.значительные потери металла при распылении. Для повышения плотности и уменьшения проницаемости покрытий используются разнообразные пропитки, стойкие к воздействию агрессивных сред, а также окраска;
.перегрев и окисление напыляемого материала при малых скоростях подачи распыляемой проволоки;
.большое количество теплоты, выделяющейся при горении дуги, приводит к значительному выгоранию легирующих элементов, входящих в
.напыляемый сплав (например, содержание углерода в материале покрытия снижается на 40-60%, а кремния и марганца-на 10-15%). Это необходимо иметь в виду и применять для напыления проволоку, содержащую повышенное количество легирующих элементов. [9]
1.1.9.2 Плазменное напыление
Плазменное напыление рекомендуется для создания коррозионностойких и износостойких, теплозащитных, уплотнительных и других видов покрытий из различных материалов: металлов, оксидов, карбидов, других соединений, из композиционных порошков, механических смесей порошков, а также проволок. Плазменное напыление является напылением, при котором плазменная струя образуется с помощью электрической дуги.
Рис.1.5 Схема плазменного напыления
Принцип плазменнго 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.
Температура плазменной струи может составлять, а скорость истечения .
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). Покрытия, полученные методом плазменного напыления, обладают высокой плотностью и хорошим сцеплением с основой. Процесс плазменного напыления хорошо поддаётся автоматизации. В плазменной струе частицы напыляемого материала расплавляются и ускорятся, достигая обычно скоростей в 50.200 м/с. Материал, используемый для плазменного напыления, должен плавиться без разложения и возгонки и, по возможности, иметь достаточную разность между температурами плавления и кипения (не менее 200С).
Общим недостатком современных плазматронов является то, что поток плазмы, покидая сопло, интенсивно перемешивается с холодным окружающим газом, что приводит к уменьшению скорости частиц напыляемого материала, их переохлаждению, появлению непрогретых частиц в зоне формирования покрытий и другим вредным воздействиям. Существует два пути решения этой проблемы.
Первый - создание спокойного (ламинарного) потока на выходе из плазматрона, в результате чего предотвращается перемешивание холодного газа с напылительным потоком. Так как высокотемпературная зона в таком потоке имеет большую протяженность (100 - 700 мм вместо 50 мм у дозвуковых турбулентных струй), то частицы материала лучше проплавляются и ускоряются из-за увеличения времени взаимодействия. Ламинарная струя плазмы имеет малую площадь сечения и малый угол расходимости (1-3), что приводит к повышению коэффициента использования материла. Кроме того, значительно снижается расход плазмообразующего газа, уменьшаются энергетические затраты и значительно снижается уровень шума. Однако скорость частиц при напылении невелика и равна 100-150 м/с. В сверхзвуковой плазменной струе их скорость значительно больше (500 - 800 м/с в открытой атмосфере). При соударении таких частиц с основой или напыленным материалом происходит их соединение за счет сварки, адгезии и механического сцепления, т.е. металлургического, механического и других видов взаимодействия.
Второй путь - это напыление сверхзвуковыми плазматронами в камерах с разреженной атмосферой, когда генерируемый ими поток истекает в объем вакуумный охлаждаемой камеры, где поддерживается пониженное давление (от 1 Па до 40 кПа). В этом случае также отсутствует интенсивное перемешивание истекающей струи плазмы с окружающим холодным газом, и высокотемпературная зона может достигать протяженности 200-700 мм и даже 1000 мм. В отличие от ламинарного плазматрона при напылении сверхзвуковым плазматроном удается ускорять частицы напыляемого материала вплоть до скоростей 1000-1500 м/с. Это приводит к получению покрытий, обладающих пористостью менее 1 % прочностью сцепления более 50-70 МПа. Достоинства плазменного напыления:
1.возможность поучения покрытий из множества материалов;
2.относительно малое тепловое воздействие на подложку (нагрев не превышает 150С), что позволяет наносить покрытия на поверхность различных материалов, включая пластмассы, дерево, картон;
3.использование для образования струи дуговой плазмы газов различного рода: инертных (аргона, гелия), восстановительных (водорода) и окислительных (воздуха, азота), а также аммиака, природного, водяного пара и других газообразных веществ;
.достаточно высокая производительность процесса, составляющая 3.11 и 11.25 кг/ч для горелок с электрической мощностью 25.40 и 30.120 кВт соответственно);
5.возможность нанесения покрытия на открыт