Плазменное напыление. Сфера применения и виды металлизации

Плазменное напыление, или металлизация,является оригинальной технологией нанесения спецпокрытия. Напыление может быть восстанавливающим для предстоящего ремонта или защитным, что актуально для производства нового изделия. В каждом случае неизменной составляющей металлизации является использование плазменного пламени. Образуется оно в результате ионизации инертного газа (чаще аргона) под воздействием электроразряда. Так формируется плазменное облако, которое плавит напыляемый материал с помощью высокой температуры. 

Обобщенная схема данного техпроцесса подразумевает несколько этапов:

1. Формирование плазменной струи.
2. Введение напыляемого сплава или металла в пламя плазмы для нагрева и ускорения.
3. Взаимодействие плазменной струи и частиц расплава с обрабатываемой поверхностью.

Что напыляется

Технология предусматривает создание восстанавливающего или же защитного слоя из сплава или металла. Это подразумевает:

• стойкость к износу и/или коррозии;
• устойчивость к высокотемпературным воздействиям;
• теплопроводимость и/или электропроводимость;
• устойчивость к агрессивным и химическим веществам.

​

Напыление позволяет усилить конкретные свойства, под каждое из которых выбирается конкретный состав напыляемого вещества. Сегодня выбор подобных вариантов напыления огромен, и этот перечень регулярно расширяется. Параллельно с этим растет и список актуального технологического оборудования.

Сфера применения технологии

Самыми значимыми плюсами плазменного напыления специалисты называют большую сферу применения технологии, а также возможность формирования восстанавливающего слоя на деталях. Напыление дает возможность устранять даже серьезные повреждения и дефекты поверхности детали, образовавшиеся в процессе эксплуатации. При подобном восстановлении для напыления применяют спецсплавы и металл, аналогичные составу основания.

Сегодня выделяют следующие главные сферы использования оборудования для металлизации:

• ракетная и авиационная;
• транспортная и космическая;
• нефтеперерабатывающая/добывающая;
• угольная и ремонтная;
• машиностроительная и приборостроительная;
• энергетическая и металлургическая.

В этот перечень входит восстановление отдельных деталей и целых конструкций.

Использование металлизации для автодеталей

Технология плазменного напыления чрезвычайно эффективна и востребована в отношении комплектующих и деталей, которые используются в автомобильной промышленности. Речь об изделиях, предназначенных для работы в предельно сложных условиях эксплуатации, а также под интенсивной и большой нагрузкой.

Виды металлизации

Сегодня широкое применение получили различные виды плазменного напыления. В этом перечне следует особо выделить следующие типы металлизации.

​

1. Атмосферное напыление. Эта технология наряду с порошковой металлизацией является наиболее распространенным и востребованным вариантом применения рассматриваемой технологии на практике. Популярность метода обусловлена отличным сочетанием простоты процесса и универсальности. Атмосферное напыление применяют для металлических, керамических и пластиковых поверхностей, которые в дальнейшем будут использовать в условиях агрессивных сред. Обычно для атмосферной металлизации применяют тугоплавкие материалы, вроде вольфрама и молибдена, карбиды хрома и оксиды алюминия, кремния, титана.
2. Термобарьерное напыление. Данная технология подразумевает формирование покрытия из оксида циркония. Метод гарантирует создание очень высокого уровня защиты, однако он чрезвычайно затратный. К нему прибегают в основном в сфере создания газовых турбин и авиадвигателей.
3. Подводное напыление. Дорогостоящая технология, которая востребована при возведении различных сооружений глубоко под водой. Часто подобные объекты являются частью инфраструктуры ядерной энергетики.
4. Напыление в контролируемой атмосфере. Метод, предполагающий формирование особых условий в рабочей камере, к примеру, создания вакуума или наполнения отсека инертным газом. Все трудности создания нужных условий в этом случае компенсируют отменные восстанавливающие или защитные характеристики формируемого покрытия. 
5. Порошковое напыление. Очень востребованный и популярный метод плазменного напыления, предусматривающий применение спецпорошков. Это доступный и относительно простой метод.

Плюсы и минусы

Востребованность различных методов плазменного напыления основана на существенных преимуществах данной технологии, к которым относят следующие аспекты:

1. Универсальность техпроцесса, т.е. возможность обработки различных оснований, включая пластик, сталь, сплавы, стекло, керамику, на которых создается восстанавливающий или защитный слой.
2. Минимальное температурное воздействие, актуальное для так называемой низкотемпературной плазмы.
3. Отсутствие ограничений по размерам и формам обрабатываемых поверхностей. Плазменному напылению можно подвергать любые комплектующие и детали, включая крупногабаритные.
4. Возможность формирования покрытий из нескольких слоев, включая такие покрытия, которые создаются из разных материалов на основе сложной конфигурации.
5. Довольно большой уровень автоматизации всех технических процессов плазменного напыления за счет использования ультрасовременных установок.
6. Отличные эксплуатационные характеристики покрытий, создаваемых путем напыления. Такие покрытия в полной мере отвечают параметрам, задаваемым изначально.
7. Равномерность защитного слоя, толщина которого имеет минимальные погрешности и не влияет на общие свойства покрытия, гарантируя высокий КПД обрабатываемой комплектующей при дальнейшей эксплуатации.
8. Хорошо отработанная технология практического применения.

Недостатками металлизации можно считать:

• технологическая сложность создания покрытий на деталях мелкого размера;
• недостаточную стойкость к ударным нагрузкам некоторых покрытий;
• высокий уровень шума во время работы электрической дуги;
• необходимость подготовки основания и сложной предварительной обработки;
• выделение побочных газов и напыляемых материалов в процессе металлизации;
• высокую стоимость техпроцесса.

В статье использованы фотоматериалы с сайта perevozka24.ru.