Выбор материалов для нанесения покрытия

 

Цель занятия: реализация требований к знаниям и умениям, какими должны овладеть студенты, по рациональному выбору материалов для нанесения покрытия в зависимости от его функционального назначения и формы изготовления (проволока, порошок, пруток, гибкий шнур).

По функциональному назначению газотермические покрытия выполняют такие функции:

- уплотняющее покрытие — обеспечивает необходимую стабильность зазоров в изделии или конструкции при их эксплуатации;

- термостойкое покрытие - имеет необходимую стойкость при многоразовых резких изменениях температуры;

- пробковое покрытие - сформированное на основе для приобретения ее формы и снятое с основы для использования с самостоятельной целью;

- терморегулирующее покрытие - обеспечивает регулирование поглощения и излучения поверхностью тепловых потоков;

Терморегулирующее покрытие, которое снижает действие тепловых потоков на поверхность называется теплозащитным покрытием;

- защитное покрытие - защищает поверхность от внешнего действия.

Защитные газотермические покрытия могут разделяться на:

- эрозионноустойчивые - покрытия которые снижают влияние высокоскоростных струй на поверхность;

- коррозионностойкие покрытия - увеличивают сопротивление поверхности коррозионному разрушению. Коррозионностойкое покрытие, которое увеличивает сопротивление поверхности от разрушения при высоких температурах называется жароустойчивым покрытием.

- износоустойчивые покрытия увеличивают сопротивление поверхности разным видам срабатывания.

Износоустойчивые покрытия в свою очередь делятся на:

- антифрикционные покрытия, которые снижают коэффициент трения в рабочей паре трения;

- фрикционные покрытия, которые увеличивают коэффициент трения;

- антиадгезионные покрытия, которые снижают склонность контактирующих поверхностей к адгезионному взаимодействию или сцеплению.

Покрытие может иметь как сугубо функциональное назначение при изготовлении новых деталей, так и для восстановления сработанных деталей и исправления брака.

Для напыления широко используются проволочные материалы из металлов или сплавов; порошковые материалы из чистых металлов, сплавов, оксидов, тугоплавких соединений и твердых сплавов, композиционных и механических смесей; прутковые материалы, преимущественно из оксидов, и гибкие шнуры.

Пластмассовые покрытия в основном напыляются порошковым материалом. Свойства некоторых материалов для напыления приведены в табл. 10, 11, 12, 13, 14, 15.

Таблица 10 - Металлы, которые используются для газотермического

напыления

 

Металл	Состав % по массе	Твердость покрытия	Назначение
Алюминий		-	Защита от корроии, электропроводимость
Вольфрам			Защита от розплава
Медь		-	Электропроводимое, экранирующее
Молибден			Защита срабатывания абразивными частичками, твердыми поверхностями при невысоких температурах
Никель			Защита от коррозии, промежуточный слой
Тантал			Защита от корозии
Хром		-	Защита от срабатывания, коррозии, высокотемпературного окисления

 

Таблица 11 - Порошки из сплавов, которые используются для напыления

Сплав	Состав¸ % по массе	Твердость покрития	Назначение
Никельхромовий			Жаростойкое покрытие, прослойка
Никельборкремниевый			Защита от срабатывания
Никельалюминиевый		-	Жаростойкое, прослойка
Никельхромалюминиевый		-	Жаростойкое, прослойка, защита деталей из никелевых сплавов
Никельхроммолибденкремниевый			Защита от срабатывания и коррозии
Продолжение таблицы 11
Кобальтхромвольфрамовый			Защита от срабатывания и коррозии
Медноникелевый			Защита от фреттинг коррозии и кавитации
Алюминийкремниевый		-	Восстановление изношенных деталей из алюминиевых и магниевых сплавов
Низкоуглеродистая сталь			Защита от срабатывания, восстановление деталей из углеродистых сталей
Чугун			Защита от износа, при невысоких температурах абразивными частицами и твердыми поверхностями
Хромоникелевая сталь			Защита от кавитации, корозии при невысоких температурах
Бронза алюминиевая			Защита от фреттинг-коррозии, кавитации, восстановление деталей из меди
Оксиды алюминия-титана			Защита от износа, при невысоких температурах абразивом, электроизоляционная защита от расплавов
Диоксид циркония, стабилизированный оксидом кальцит			Теплоизолирующая защита от высокотемпературной эрозии
Диоксид циркония, стабилизированный оксидом итрия			Теплоизолирующее покрытие
Силикат циркония		-	Защита от расплава металлов, стекла
Продолжение таблицы 11
Карбид вольфрами		-	Защита от износа, при невысоких температурах абразивом
Вольфрам кобальтовый твердые сплавы			Защита от износа при невысоких температурах абразивом, при фреттинг-коррозии
Вольфрамтитантанталокобальтовые твердые сплавы		-	Защита от износа, при невысоких температурах абразивом, при фреттинг-коррозии, эрозии
Карбиды хрома			Защита от износа при повышенных температурах
Карбид вольфрама кобальт			Защита от износа, при невысоких температурах абразивом, фреттинг-корозии, эрозии
Карбид хрома никель		-	Защита от износа при повышенных температурах
Алюминий-никель			Защита от срабатывания при невысоких и повышенных температурах, эрозии, кавитации, фреттинг-корозии
Титан-никель		-	Защита от износа и коррозии
Никель-алюминий			Защита от износа при фреттинг-корозии, эрозии
Медь-алюминий			Защита от фреттинг-корозии, кавитации
Чугун-молибден-алюминий			Защита от износа при невисоких температурах абразивом, фреттинг-корозии
Окончание таблицы 11
Нихром-молибден-алюминий			Защита от износа при температурах до 760-870^0С абразивом, фреттинг-коррозии, кавитации
Оксид алюминия-диоксида титана			Защита от износа при невысоких температурах абразивом, фреттинг-коррозии, кавитации, эрозии
Никельхромборкремниевые сплавы с карбидом вольфрама		Матрица: , карбид	Защита от износа при невысоких температурах абразивом, фреттинг-корозии, эрозии
Никельхромборкремниевый сплав с молибденом			Защита от износа при невысоких температурах абразивом
Карбид хрома с нихромом			Защита от износа при повышенных температурах абразивом, при фреттинг-корозии, эрозии
Карбид хрома с кобальтом		-	Защита от износа
Диоксид цирконию з КП «никель-алюминий»		-	Защита от износа, окисления при повышенных температурах, термостойкое
Оксид алюминия с диоксидом титана	-		Защита от износа при невысоких температурах абразивом
Оксид хрома з диоксидом титана			Защита от износа при невысоких температурах абразивом
Карбид титана		-	Защита от износа при невысоких температурах

 

 

Таблица 12 - Порошки из медных сплавов

 

Марка	Химический состав, %	Свойства покрытия
ПР-Бр АЖНМц 8,5-4-1,5		Покрытия имеют высокие антифрикционные свойства и хорошую износостойкось в условиях смазывания маслом или без него
ПР-Бр АЖНМц 8,5-3-1,5
ПР-Бр АН 8,5-3
ПР-НМ 40
ПР-Бр А 8,5

 

 

Таблица 13 - Свойства покрытий из гибких шнуров диаметром 4,2;

4,76 мм на основе оксидов

 

Матераал основы	Твердость, HV	Температура плавления, ^0С	Пористость, %	Толщина покриыия, мм.	Допуск на оброботку	Производительность напыления, г/ч	Метод оброботки
Оксид алюминия				0,5-1	0,2-0,3		Шлифовальный круг
				-	-		Шлифовальный круг
			-	0,20-0,25	0,15-0,25		Шлифовальный круг, алмазный
			-	-	-		Шлифовальный круг
Самофлюсующие шнуры на основе никеля			-	-	-	1000 2000	Шлифовальный круг, алмазный

 

Таблица 2.14. Приминение покрытий из пластмас

Материал	Температура, ^0С	Рекомендованные границы применения
Размягчения	Растекания	Эксплуатации
Полиэтилен	110-120	190-200	От -20 до +50	Защита от коррозии в растворителях кислот, электроизоляционные, вакуумно-плотные покрытия
Полеэтилен 50%+полистерол 23%+графит 15%	-	-	От -10 до +50	Защита химического оборудования от влажных газов
Полиэтилен 60%+полистирол 30%+сурик железный 10%	-	-	От -10 до +50	Защита химической аппаратуры от действия сухих газов
Полиэтилен 98%+сажа газовая 2%	110-120	190-200	От -20 до +50	Химически стойкие, вакуумно-плотные покрытия
Полиэтилен 94%+моностраль синий 3%+смола 101-а 3%	-	-	От -10 до +40	Химически стойкие, вакуумно-плотные покрытия
Поливинил-бутираль	160-170		От -50 до +50	Защита от коррозии в слабых растворах кислот. Защитно-декоративные и электроизоляционные покрытия
Пластмасса ПФН-12	-	-	-	Выравнивание поверхности (в автомобильной и авторемонтной промышленности)
Пластмасса ТПФ-37	-	-	-	То же
Полиамид П-68	-		-	Износостойкие антифрикционные покрытия
Капрон	-		-	Износостойкие антифрикцийонные покрытия