Газопламенное напыление

Примечания о покрытиях

Сцепление

Между металлическими и керамическими покрытиями и подложкой не образуется соединениярасплавленных материалов. Поэтому требуется подготовка поверхности подложки созданиемшероховатости с помощью сухой и острогранной дробью. Сцепление напыляемых частицосуществляется благодаря адгезии, когезии, частичной точечной сварке, механическому зацеплению и усадочным напряжениям. Они основаны на физико-механических силах.

Структура покрытия – ламелли (пластинчатость) – пористость

Напылённые покрытия образуются при ударе расплавленных частиц, образовании и затвердеванииламеллей параллельно подложке. Ламелли имеют толщину несколько сотых миллиметра и придаютпокрытиям анизотропные свойства. Между ламеллями имеются маленькие поры и окислы. Такаягетерогенная структура имеет меньшую прочность, чем исходный материал. С другой стороны слоистая структура имеет преимущества при трении скольжения и термоударах.Высокая проникаемость покрытий может оказаться недостатком в коррозионной среде, что приведёт ккоррозии под покрытием. Но можно провести уплотнение (закрытие) пор последующим импрегнированием покрытия различными методами, например, искусственными смолами и т.д. Длявыбора уплотнителя решающим являются условия эксплуатации деталей. Применением мазывающихуплотнителей можно улучшить свойства скольжения напылённой поверхности или наоборот уменьшить. Положительное влияние пористости проявляется в парах трения для сохранения смазки. Это приведёт к относительно лучшей смачиваемости, улучшению гидродинамического эффекта при ударных нагрузках и существенному улучшению антизадирных свойств. При местном нагреве смазка может расширяться и выходить из пор на поверхность трения. В некоторых случаях из-за пористости важным является повышенная вязкость покрытия, а также высокая стойкость к термоударам вследствие внутренней компенсации температурных удлинений.Наконец, из-за пористости понижается модуль упругости, что для многих случаев применения, главным образом, для демпфирующего эффекта, может быть полезным.

Твёрдость поверхности

Определение твёрдости напылённых слоёв вследствие гетерогенной структуры в большинстве случаев вызывает проблемы. Из-за относительно малой толщины покрытия отпадают измерительные методы с большими нагрузками, показывающие хорошие средние значения. Способы измерения при малых нагрузках зависят от случайного положения измерительного отпечатка, что может привести копределению очень малой величины из-за попадания в скрытую пору. Для композиционных материалов наоборот может быть получена экстремально большая величина при попадании на твёрдую частицу, находящуюся в мягкой матрице. Поэтому в большинстве случаев используют измерение микротвёрдости с лучшим определением отпечатка, или используют методы царапания и рисок, допускающих широкий разброс измеряемых величин. Нужно иметь ввиду, что анитропия,обусловленная слоистой структурой, имеет влияние на измерение твёрдости. В целом можноконстатировать, что в силу особенностей покрытия твёрдость покрытий не определяет егоизносостойкость, как это проявляется у массивных (литых) материалов. Часто наблюдается, чтонапылённое покрытие с низкой твёрдостью превосходит массивный (литой) материал с высокойтвёрдостью по износостойкости.

Толщина покрытий

Из техники покрытий известно, что склонность к образованию трещин сильно возрастает с ростомтолщины слоя. Это относится и к напылённым покрытиям, поскольку, в сущности, напылённое покрытие имеет слоистую структуру с порами, состоящую из многих высокопластичных микропластин.Необходимо учитывать опасность образования трещин у толстых покрытий, которые часто делают изжелания возможно большего запаса для износа или многократной механической обработки. Этаопасность, прежде всего, имеет место для твёрдых покрытий, например, при сильной разнице поведения при тепловом удлинении материалов покрытия и основы. Если всё же необходимо нанеститолстое покрытие, то используют промежуточные слои, обеспечивающие сцепление и выравниваниенапряжений.

Коррозионная стойкость

Коррозионностойкость напылённых покрытий в основном определяется следующими тремя факторами: Материал покрытия: возможно нанесение покрытий из многих коррозионностойких материалов. При этом надо иметь в виду, что при распылении происходит изменение сплава. Так, например, для нержавеющих и кислотостойких сталей может наступить обеднение хрома на краях микропластин, тогда после напыления эти материалы только условно могут служить защитой от коррозии и кислот. Если распыляют чистые элементы, например, никель или хром, изменений не наблюдается. Особенно коррозионностойкими являются керамические материалы.Пористость: она пагубно сказывается на коррозионной стойкости покрытий. Рекомендуется порыуплотнять.Подложка: из вышеизложенного следует, что при неуплотнённых порах материал подложки долженбыть коррозионностойким. Лучшим сочетанием является коррозионностойкая сталь и керамическоепокрытие.

Подложка – конструкционная прочность детали

Почти все металлические конструкционные материалы могут иметь покрытия. Благодаря этому имеется единственная в своём роде возможность использования лёгких деталей в машиностроении. Кроме того, могут иметь покрытия такие материалы, как бумага, картон, дерево, текстиль, керамика, гипс, бетон и др. Следует отметить, что, как правило, покрытия не увеличивают усталостную прочность покрытий. А наносить покрытия на закалённые или азотированные поверхности следует, применяя специальные технологические приёмы.

Механическая обработка покрытий

Мехобработка покрытий: токарная, фрезерование, шлифовка, хонингование, полировка, суперфиниш и т.д.; имеют, в силу структуры и свойств покрытий, свою специфику, сильно отличающуюся от обычной обработки массивных (литых) материалов.