RU1790456C - Способ нанесени покрытий - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : газовую взвесь порошкообразного металлического материала ввод т в плазменную струю со сверхзвуковой скоростью и подают его на подложку. 2 ил,

Description

Изобретение относитс  к технологии плазменного нанесени  покрытий.

Известен способ получени  покрытий при помощи плазмотрона, включающий введение порошка в плазменную струю, разогрев его и метание на подложку (напыл емую поверхность) перпендикул рно последней.

Устройство дл  осуществлени  указанного способа содержит плазмотрон, механизм подвода напыл емого порошка внутрь плазменной струи и подложку.

Однако недостатком известного способа  вл етс  сравнительно невысокое качество получаемых покрытий, вследствие неравномерности распределени  энтальпии плазменного потока по сечению. В результате, на подложку попадают частицы с различными температурами, что приводит к образованию покрытий неравномерной структуры.

Наиболее близким техническим решением , выбранным в качестве прототипа,  вл етс  способ получени  покрытий,

включающий введение в плазменную струю газовой взвеси порошкообразного металлического материала и метание его на подложку , причем после разогрева в плазменной струе, перед метанием на подложку, производ т выделение наиболее прогретых частиц .

Известный способ имеет следующие недостатки: недостаточно высокое качество получаемых покрытий в результате имеющегос  градиента энтальпии по сечению в центральной части потока. Кроме этого, в результате интенсивного расширени  плазменной струи скорость ее быстро уменьшаетс , вследствие чего частицы увлекаемые плазмой, при взаимодействии с подложкой имеют невысокие скорости, что вместе с неравномерным прогревом частиц приводит к снижению адгезионных характеристик покрыти .

Целью изобретени   вл етс  повышение качества получаемых покрытий.

ел

С

xj ю

g

ел о

со

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе получени  покрытий плазменным напылением порошкообразного металлического материала, включающем введение в плазменную струю газовой взвеси порош- кообразного металлического материала и подачу его на подложку, газовую взвесь порошкообразного материала, ввод т в плазменную струю со сверхзвуковой скоростью.

Кроме того, газовую взвесь порошкооб- разного материала ввод т в плазменную струю не менее чем двум  стру ми, направленными симметрично относительно плазменной струи.

На фиг. 1 изображено устройство дл  реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - устройство с симметричным расположением двух магистралей подачи напыл емого материала относительно источника плаз

менной струи.

При осуществлении способа производ т введение в плазменную струю напыл емого материала в виде газовой взвеси со сверхзвуковой скоростью не менее, чем двум  сверхзвуковыми стру ми, направленны- ми симметрично относительно плазменной струи и подают напыл емый материал на подложку.

Устройство дл  реализации способа содержит источник плазменной струи 1. исте- кающую на него плазменную струю 2, магистраль подачи напыл емого материала 3, выполненную в виде сверхзвукового сопла Лавал , истекающий из нее сверхзвуковой газовый поток, содержащий частицы напыл емого материала 4, подложку 5.

При вводе напыл емого материала двум  сверхзвуковыми стру ми симметричными относительно плазменной струи, устройство содержит две магистрали под- ачи напыл емого материала 2 (фиг. 2).

Предложенный способ реализуетс  следующим образом.

Из источника плазменной струи 1 (фиг. 1) под некоторым углом к подложке 5 под- ают плазменную струю 2. Одновременно с этим, из магистрали подачи 3, выходна  часть которой выполнена в виде сопла Лавал , по нормали к подложке 5, в плазмен

5

5

0

5

0 5

0

5

0

ную струю 2 подают в виде газовой взвеси частицы напыл емого материала 4. Проход  плазму 2, частицы 4 разогреваютс  в ней и, попада  на подложку 5, образуют покрытие.

При подводе напыл емого материала двум  сверхзвуковыми стру ми симметричными относительно плазменной струи (фиг. 2), плазменную струю 2 направл ют по нормали к подложке 5, Сверхзвуковые потоки частиц 4 направл ют в плазменную струю 2 под некоторым углом к ней. Взаимодейству  между собой и плазменной струей 2, потоки частиц 4 двинутс  к подложке 5, где и происходит образование покрыти .

Пример осуществлени  способа.

Дл  напылени  защитных покрытий используетс  порошок цинка (Zn), фракционный состав которого составл ет 0-20 мкм. Выходна  часть магистрали подачи напыл емого материала выполнена в виде сопла Лавал  с диаметром критического сечени  -икр 3 мм и диаметром выходной части da 12 мм. Избыточное давление в магистрали, обеспечивающее сверхзвуковое истечение газовой взвеси составл ет 20 ат. В качестве источника плазменной струи используетс  плазмотрон типа УМП-6, сила тока дуги которого составл ет д 100 А, напр жение дуги - 1)д 30 В.

Ось плазмотрона расположена под углом 70° к плоскости подложки. Рассто ние от среза магистрали подачи до подложки составл ет 40 мм. В качестве подложки используетс  стальна  пластина из стали 45, толщиной 4 мм, поверхность которой предварительно подвергнута дробеструйной обработке.

При введении порошка двум  сверхзвуковыми симметричными стру ми, ось плазмотрона располагаетс  под углом 90° к подложке, а магистрали подачи направлены к ней под углом 75°.

По сравнению с прототипом, использование предлагаемого способа позвол ет повысить качество получаемых покрытий за счет повышени  их плотности, прочности и улучшенных адгезионных характеристик. Все это в свою очередь приводит к повышению эффективности процесса напылени  в целом и снижению затрат напыл емого материала.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  покрытий плазменным напылением порошкообразного металлического материала, включающий введение в плазменную струю газовой взвеси порошкообразного металлического материала и подачу его на подложку, отличающийс  .тем, что, с целью повышени  качества покрытий , газовую взвесь порошкообразного, материала ввод т в плазменную струю со сверхзвуковой скоростью.