Плазменное напыление
Пла́зменное напыле́ние — процесс нанесения покрытия на поверхность изделия с помощью .
Сущность плазменного напыления заключается в том, что в высокотемпературную плазменную струю подаётся распыляемый материал, который нагревается, плавится и в виде двухфазного потока направляется на подложку. При ударе и деформации происходит взаимодействие частиц с поверхностью основы или напыляемым материалом и формирование покрытия. Плазменное напыление является одним из вариантов газотермического напыления.
Электрическая дуга свободна, если её развитие в пространстве не ограничено. Сжатая дуга помещается в узких каналах и обдувается струями газов или паров. Особенно мощные плазменные потоки у сжатой дуги. Сжатые дуги являются основой дугового плазмотрона — устройства для получения «низкотемпературной» плазмы. Физические исследования по созданию плазмотронов начались в начале XX века, а наиболее широкое исследование в конце 50-х, начале 60-х годов. В 1922 году Жердьен и Лотц получили сжатую дугу, стабилизированную водяным вихрем. В 1951 году в дуговом разряде, стабилизированном водяным вихрем, Бурхорну, Меккеру и Петерсу удалось получить температуру 50000 °С, а в 1954 году на установке для получения сжатой дуги при высоком давлении паров воды Петерс получил сверхзвуковую скорость истечения плазменной струи — 6500 м/с при температуре 8000 К (1,6 М).
В середине пятидесятых фирма Джианини публикует работы по устройству газового плазмотрона с кольцевым анодом.
В конце 50-х были созданы первые дуговые плазмотроны, а в начале 60-х годов — плазменные распылители. Из-за своей универсальности (температура плазменной струи обеспечивала плавление любых материалов) плазменные распылители заняли значительное место в ГТН, потеснив газопламенные методы.
Плазменная обработка позволила упрочнять поверхность конструкционных материалов. Плазменное напыление - создавать новые композиционные материалы и покрытия, которые не могут быть получены другими методами. Особенно широко плазменное напыление используется для нанесения порошков оксидов различных металлов.
Методы и история их создания
- Атмосферное плазменное напыление англ. Atmospheric plasma spraying (APS) запатентован Giannini and Ducati в 1960 г., Gage в 1962 г. Базируется на применении Плазменного генератора Гердиена, изобретённого в 1922 г.
- Вакуумное плазменное напыление англ. Vacuum plasma spraying (VPS), или Low-Pressure Plasma Spraying(LPPS) Приоритет изобретения отдают сотруднику фирмы Plasmadyne Мюльбергеру, в 1973 г.
- Плазменное напыление в контролируемой атмосфере англ. Controlled-atmosphere plasma spraying (CAPS) Mash, Stetson и Hauck в 1961 г. первыми сообщили о напылении плазмой в камере, заполненной инертным газом. Эту технику назвали Inert Plasma Spraying (IPS). Другой способ, позволяющий изолировать плазменную струю от окружающей атмосферы, был изобретён Okada и Maruo в 1968 г. и назывался Shrouded Plasma Spraying (SPS). В этом способе защитный газ подавался из сопла, присоединённого к аноду плазмотрона, близко к подложке, что позволяло удалять плазмообразующий газ.
Стадии
Плазменный процесс состоит из трёх основных стадий:
- генерация плазменной струи;
- ввод распыляемого материала в плазменную струю, его нагрев и ускорение;
- взаимодействие плазменной струи и расплавленных частиц с основанием.
Возможности
Плазменным напылением наносятся износостойкие, антифрикционные, , коррозионностойкие и другие покрытия.
Напыление с помощью низкотемпературной плазмы позволяет:
- наносить покрытия на листовые материалы, на конструкции больших размеров, изделий сложной формы;
- покрывать изделия из самых разнообразных материалов, включая материалы, не терпящие термообработки в печи (стекло, фарфор, дерево, ткань);
- обеспечить равномерное покрытие как на большой площади, так и на ограниченных участках больших изделий;
- значительно увеличить размеры детали (восстановление и ремонт изношенных деталей). Этим методом можно наносить слои толщиной в несколько миллиметров;
- легко механизировать и автоматизировать процесс напыления;
- использовать различные материалы: металлы, сплавы, окислы, карбиды, нитриды, бориды, пластмассы и их различные комбинации; наносить их в несколько слоёв, получая покрытия со специальными характеристиками;
- практически избежать деформации основы, на которую производится напыление;
- обеспечить высокую производительность нанесения покрытия при относительно небольшой трудоёмкости;
- улучшить качество покрытий. Они получаются более равномерными, стабильными, высокой плотности и с хорошим сцеплением с поверхностью детали.
Впервые твердосплавные пластины с покрытием из карбидов титана (TiC) появились на мировом рынке в 1969 г. К настоящему времени более 50% всех твердосплавных пластин, выпускаемых западными фирмами, имеют покрытия на основе таких соединений, как карбид титана TiC, нитрид титана TiN, оксид алюминия Al2O3 и др. В отечественной промышленности широкое применение нашли установки плазменного напыления типа «Булат», «УВМ», «Пуск», позволяющие наносить на инструмент одно- и многослойные покрытия.
См. также
- Плазма
- Плазменная наплавка
- Пузряков Анатолий Филиппович
Ссылки
- Плазменная технология // Сайт «Энциклопедия физики и техники»
Литература
- Соснин Н. А., Ермаков С. А., Тополянский П. А. Плазменные технологии. Руководство для инженеров. Изд-во Политехнического ун-та. СПб.: 2013. - 406 с.
- Данилин Б.С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких плёнок. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 328 с.
- Попов В. Ф., Горин Ю. Н. Процессы и установки электронно-ионной технологии. — М.: Высш. шк., 1988. — 255 с. — ISBN 5-06-001480-0.
- Виноградов М.И., Маишев Ю.П. Вакуумные процессы и оборудование ионно - и электронно-лучевой технологии. — М.: Машиностроение, 1989. — 56 с. — ISBN 5-217-00726-5.
- «Теоретические основы технологии плазменного напыления» учеб. пособие, 2003 Пузряков А.Ф.
- Достанко А.П., , Киселевский Л.И., Пикуль М.И., Ширипов В.Я. Плазменная металлизация в вакууме. — Минск: Наука и техника, 1983. — 279 с.
Для улучшения этой статьи желательно: |
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Плазменное напыление, Что такое Плазменное напыление? Что означает Плазменное напыление?
U etogo termina sushestvuyut i drugie znacheniya sm Napylenie Pla zmennoe napyle nie process naneseniya pokrytiya na poverhnost izdeliya s pomoshyu Plazmennoe napylenie oksida alyuminiya Sushnost plazmennogo napyleniya zaklyuchaetsya v tom chto v vysokotemperaturnuyu plazmennuyu struyu podayotsya raspylyaemyj material kotoryj nagrevaetsya plavitsya i v vide dvuhfaznogo potoka napravlyaetsya na podlozhku Pri udare i deformacii proishodit vzaimodejstvie chastic s poverhnostyu osnovy ili napylyaemym materialom i formirovanie pokrytiya Plazmennoe napylenie yavlyaetsya odnim iz variantov gazotermicheskogo napyleniya Elektricheskaya duga svobodna esli eyo razvitie v prostranstve ne ogranicheno Szhataya duga pomeshaetsya v uzkih kanalah i obduvaetsya struyami gazov ili parov Osobenno moshnye plazmennye potoki u szhatoj dugi Szhatye dugi yavlyayutsya osnovoj dugovogo plazmotrona ustrojstva dlya polucheniya nizkotemperaturnoj plazmy Fizicheskie issledovaniya po sozdaniyu plazmotronov nachalis v nachale XX veka a naibolee shirokoe issledovanie v konce 50 h nachale 60 h godov V 1922 godu Zherden i Lotc poluchili szhatuyu dugu stabilizirovannuyu vodyanym vihrem V 1951 godu v dugovom razryade stabilizirovannom vodyanym vihrem Burhornu Mekkeru i Petersu udalos poluchit temperaturu 50000 S a v 1954 godu na ustanovke dlya polucheniya szhatoj dugi pri vysokom davlenii parov vody Peters poluchil sverhzvukovuyu skorost istecheniya plazmennoj strui 6500 m s pri temperature 8000 K 1 6 M V seredine pyatidesyatyh firma Dzhianini publikuet raboty po ustrojstvu gazovogo plazmotrona s kolcevym anodom V konce 50 h byli sozdany pervye dugovye plazmotrony a v nachale 60 h godov plazmennye raspyliteli Iz za svoej universalnosti temperatura plazmennoj strui obespechivala plavlenie lyubyh materialov plazmennye raspyliteli zanyali znachitelnoe mesto v GTN potesniv gazoplamennye metody Plazmennaya obrabotka pozvolila uprochnyat poverhnost konstrukcionnyh materialov Plazmennoe napylenie sozdavat novye kompozicionnye materialy i pokrytiya kotorye ne mogut byt polucheny drugimi metodami Osobenno shiroko plazmennoe napylenie ispolzuetsya dlya naneseniya poroshkov oksidov razlichnyh metallov Metody i istoriya ih sozdaniyaAtmosfernoe plazmennoe napylenie angl Atmospheric plasma spraying APS zapatentovan Giannini and Ducati v 1960 g Gage v 1962 g Baziruetsya na primenenii Plazmennogo generatora Gerdiena izobretyonnogo v 1922 g Vakuumnoe plazmennoe napylenie angl Vacuum plasma spraying VPS ili Low Pressure Plasma Spraying LPPS Prioritet izobreteniya otdayut sotrudniku firmy Plasmadyne Myulbergeru v 1973 g Plazmennoe napylenie v kontroliruemoj atmosfere angl Controlled atmosphere plasma spraying CAPS Mash Stetson i Hauck v 1961 g pervymi soobshili o napylenii plazmoj v kamere zapolnennoj inertnym gazom Etu tehniku nazvali Inert Plasma Spraying IPS Drugoj sposob pozvolyayushij izolirovat plazmennuyu struyu ot okruzhayushej atmosfery byl izobretyon Okada i Maruo v 1968 g i nazyvalsya Shrouded Plasma Spraying SPS V etom sposobe zashitnyj gaz podavalsya iz sopla prisoedinyonnogo k anodu plazmotrona blizko k podlozhke chto pozvolyalo udalyat plazmoobrazuyushij gaz StadiiPlazmennyj process sostoit iz tryoh osnovnyh stadij generaciya plazmennoj strui vvod raspylyaemogo materiala v plazmennuyu struyu ego nagrev i uskorenie vzaimodejstvie plazmennoj strui i rasplavlennyh chastic s osnovaniem VozmozhnostiPlazmennym napyleniem nanosyatsya iznosostojkie antifrikcionnye korrozionnostojkie i drugie pokrytiya Napylenie s pomoshyu nizkotemperaturnoj plazmy pozvolyaet nanosit pokrytiya na listovye materialy na konstrukcii bolshih razmerov izdelij slozhnoj formy pokryvat izdeliya iz samyh raznoobraznyh materialov vklyuchaya materialy ne terpyashie termoobrabotki v pechi steklo farfor derevo tkan obespechit ravnomernoe pokrytie kak na bolshoj ploshadi tak i na ogranichennyh uchastkah bolshih izdelij znachitelno uvelichit razmery detali vosstanovlenie i remont iznoshennyh detalej Etim metodom mozhno nanosit sloi tolshinoj v neskolko millimetrov legko mehanizirovat i avtomatizirovat process napyleniya ispolzovat razlichnye materialy metally splavy okisly karbidy nitridy boridy plastmassy i ih razlichnye kombinacii nanosit ih v neskolko sloyov poluchaya pokrytiya so specialnymi harakteristikami prakticheski izbezhat deformacii osnovy na kotoruyu proizvoditsya napylenie obespechit vysokuyu proizvoditelnost naneseniya pokrytiya pri otnositelno nebolshoj trudoyomkosti uluchshit kachestvo pokrytij Oni poluchayutsya bolee ravnomernymi stabilnymi vysokoj plotnosti i s horoshim scepleniem s poverhnostyu detali Vpervye tverdosplavnye plastiny s pokrytiem iz karbidov titana TiC poyavilis na mirovom rynke v 1969 g K nastoyashemu vremeni bolee 50 vseh tverdosplavnyh plastin vypuskaemyh zapadnymi firmami imeyut pokrytiya na osnove takih soedinenij kak karbid titana TiC nitrid titana TiN oksid alyuminiya Al2O3 i dr V otechestvennoj promyshlennosti shirokoe primenenie nashli ustanovki plazmennogo napyleniya tipa Bulat UVM Pusk pozvolyayushie nanosit na instrument odno i mnogoslojnye pokrytiya Sm takzhePlazma Plazmennaya naplavka Puzryakov Anatolij FilippovichSsylkiPlazmennaya tehnologiya Sajt Enciklopediya fiziki i tehniki LiteraturaSosnin N A Ermakov S A Topolyanskij P A Plazmennye tehnologii Rukovodstvo dlya inzhenerov Izd vo Politehnicheskogo un ta SPb 2013 406 s Danilin B S Primenenie nizkotemperaturnoj plazmy dlya naneseniya tonkih plyonok M Energoatomizdat 1989 328 s Popov V F Gorin Yu N Processy i ustanovki elektronno ionnoj tehnologii M Vyssh shk 1988 255 s ISBN 5 06 001480 0 Vinogradov M I Maishev Yu P Vakuumnye processy i oborudovanie ionno i elektronno luchevoj tehnologii M Mashinostroenie 1989 56 s ISBN 5 217 00726 5 Teoreticheskie osnovy tehnologii plazmennogo napyleniya ucheb posobie 2003 Puzryakov A F Dostanko A P Kiselevskij L I Pikul M I Shiripov V Ya Plazmennaya metallizaciya v vakuume Minsk Nauka i tehnika 1983 279 s Dlya uluchsheniya etoj stati zhelatelno Oformit spisok literatury Najti i oformit v vide snosok ssylki na nezavisimye avtoritetnye istochniki podtverzhdayushie napisannoe Oformit statyu po pravilam Pozhalujsta posle ispravleniya problemy isklyuchite eyo iz spiska parametrov Posle ustraneniya vseh nedostatkov etot shablon mozhet byt udalyon lyubym uchastnikom
