ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИИ НАПЫЛЕНИЯ

Общие сведения

Напыление представляет собой процесс на­несения покрытия на поверхность детали с помощью высокотемпе­ратурной скоростной струи, содержащей частицы порошка или кап­ли расплавленного напыляемого материала, осаждающиеся на ос­новном металле при ударном столкновении с его поверхностью.

Первоначально напыление покрытий осуществляли с помощью истекающей из сопла горелки струи воздуха или нагретого газа, обеспечивающей мелкое распыление расплавленного металла и его осаждение на поверхности изделия. Этот способ впоследствии раз­вился в технологию распыления жидких расплавов, широко исполь­зуемую в современной порошковой металлургии. Первая установка для напыления, созданная в 1910 г. Шоопом (Швейцария), была предназначена для нанесения на подготовленную соответствующим образом поверхность изделия покрытия из расплавленного металла, имеющего, низкую температуру плавления, с помощью струи горяче­го сжатого воздуха [1]. Установка, разработанная для этого мето­да, получилась громоздкой и малопроизводительной.

История напыления насчитывает уже десятки лет, в течение ко­торых совершенствовался способ упрочнения деталей машин, разра­батывались новые источники нагрева, имеющие высокие энергетиче­ские характеристики; создавалась аппаратура для непрерывной подачи напыляемого материала в виде проволоки или порошка; раз­рабатывалось и изготовлялось комплектное оборудование, типы и модификации которого к настоящему времени стали достаточно мно­гочисленными.

Существующую технологию напыления в зависимости от приме­няемого источника тепловой энергии можно разделить на два основ­ных вида: газопламенное напыление, при котором используется теп­лота, выделяющаяся при сгорании смеси горючего газа с кисло­родом, и электрическое напыление, основанное на использовании теплоты, выделяющейся при горении электрической дуги.

Газопламенное напыление за длительный период применения подвергалось существенным усовершенствованиям как по линии модернизации оборудования, так и в направлении улучшения ка­чества напыляемых материалов. В настоящее время газопламенное напыление используют для нанесения покрытия из керамиче­ских тугоплавких материалов. Газопламенный метод находит широкое применение в технике для напыления и последующего оп­лавления покрытий из самофлюсующихся сплавов на основе нике­ля и кобальта.

Одним из специальных видов газопламенного напыления явля­ется напыление, при котором используется энергия взрыва (детона­ция) ацетилено-кислородной смеси. Детонационный метод позволя­ет наносить покрытия из тугоплавких материалов.

Самой популярной и старой разновидностью электрического напыления является дуговая металлизация. Ранее при такой ме­таллизации использовали дугу, горящую на переменном токе, что не позволяло получать устойчивый процесс распыления проволо­ки. В настоящее время для создания дуги в электрометаллизаторах используют постоянный ток, обеспечивающий лучшую стабиль­ность процесса нанесения покрытия. Разработанный в последнее время способ электроимпульсного нанесения покрытий дал хорошие результаты при нанесении покрытий на внутренние цилиндрические поверхности деталей машин. В настоящее время этот метод продолжают совершенствовать.

 В процессе больших качественных и количественных изменений, происходящих в современном промышленном производстве, напы­лению суждено стать одной из перспективнейших технологий, широ­кое применение которой будет сопровождаться повышением произ­водительности оборудования для нанесения покрытий с оснащени­ем его средствами механизации и автоматизации.

В качестве исходных материалов для напыления используют ме­таллическую проволоку, керамические прутки, порошковые металлы и сплавы, порошковые керамические материалы. Увеличение много­образия форм и видов напыляемых материалов, радикальное повы­шение их качества сопровождалось постепенным повышением и качества самих покрытий, получаемых напылением. Современный уровень технологии напыления позволяет осуществлять восстанов­ление и упрочнение деталей машин и механизмов порошковыми композиционными материалами и получать специальные покрытия, обладающие уникальными свойствами.

Таким образом, напыление развилось в особую технологию поверхностной обработки материалов, отличающуюся большим свое­образием и областями применения.  

В ряду современных способов поверхностной обработки мате­риалов напыление занимает особое место.