Способ плазменного напыления покрытий
Использование: изобретение относится к способам нанесения покрытий и может быть использовано в машиностроении. Сущность изобретения: нанесение покрытий производят плазменным методом смесью газов. При этом осуществляют модуляцию плазменной струи, периодически изменяя с частотой 100-200 Гц расход двух газов, оставляя неизменным суммарный расход смеси. В качестве плазмообразующих газов используют смеси аргона, азота, природного газа и пр.
Изобретение относится к области нанесения покрытий газотермическими методами, в частности к плазменному нанесению покрытий, и может быть использовано в машиностроении. Известен способ плазменного напыления, включающий расходную модуляцию струи. Недостатком известного способа является сильное окисление материала покрытия при проведении процесса в неконтролируемой атмосфере и, как следствие низкий уровень свойств. Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является способ плазменного напыления, включающий использование двух плазмообразующих газов. В этом способе снижается окисление наносимого материала, однако покрытия характеризуются низкой прочностью сцепления и высокой пористостью, что обусловлено неудовлетворительной теплофизикой процесса. Цель изобретения повышение прочности сцепления и снижение пористости покрытий. Поставленная цель достигается тем, что при плазменном напылении с использованием двух плазмообразующих газов, осуществляют изменение расхода обоих газов в противофазе с частотой 100-200 Гц и постоянном суммарном расходе их смеси. Изобретение осуществляют следующим образом. Плазмообразующие газы перед вводом их в плазмотрон проходят через специальное приспособление, смонтированное заодно с плазмотроном или выполненное самостоятельно, которое осущест- вляет модуляцию расхода каждого газа, оставляя неизменным суммарный расход. Оптимальная частота модуляции составляет 100-200 Гц, хотя возможно осуществление процесса с иной частотой. Также возможно использование большего количества плазмообразующих газов с модуляцией, по крайней мере, двух из них. Расходная модуляция плазмообразующих газов обеспечивает оптимальную теплофизику процесса напыления при минимизации инжекции воздуха в cтрую. То еcть при этом улучшается теплообмен между напыляемым материалом струей, а также термическое воздействие на подложку. Следствием является повышение качества покрытий плотности, прочности сцепления, снижение пористости и содержания неметаллических включений, а также повышение коэффициента использования порошка. П р и м е р 1. Напыляют железный порошок на стальную подложку. Плазмообразующие газы аргон и азот при соотношении их расхода 1:1. При этом осуществляют модуляцию расхода обоих газов в противофазе с частотой 100, 150 и 200 Гц. Прочность сцепления покрытий с подложкой составляет 28, 26, 26 МПа соответственно. Пористость покрытий 10, 11, 13% В то же время при тех же условиях напыления, но при расходной модуляции смеси газов с частотой 200 Гц прочность покрытий составляет 19 МПа, а пористость 20% При напылении в тех же условия, но без модуляции расхода газов прочность сцепления составляет 16 МПа при пористости 14% П р и м е р 2. Напыляют вольфрамовый порошок на стальную подложку смесью аргона и азота при соотношении их расходов 1:1 и при модуляции газов в противофазе с частотой 100 Гц. Прочность сцепления покрытия с подложкой составляет 18 МПа, пористость 20% В тех же условиях напыления при модуляции смеси газов покрытие практически не формируется. В отсутствие модуляции при неизменных условиях напыления прочность сцепления составляет 11 МПа, а пористость 25% Таким образом, изобретение обеспечивает повышение качества покрытий, что позволяет рекомендовать его использование в машиностроении.
Формула изобретения
СПОСОБ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ, включающий формирование плазменной струи при подаче двух плазмообразующих газов, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления и снижения пористости, процесс осуществляют при изменении расхода обоих плазмообразующих газов в противофазе с частотой 100-200 Гц и постоянном суммарном расходе их смеси.
