Обобщение опыта практического применения газотермических технологий нанесения защитных покрытий в ракетно-космической области

1.

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Обобщение опыта практического применения
газотермических технологий нанесения
защитных покрытий в ракетно-космической
области машиностроения
09.04.25

2. Производство машин и аппаратов специального машиностроения, невозможно без использования газотермических покрытий, наносимых с

целью экономии
высоколегированных материалов,
упрочнения поверхностей и придания
им особых свойства защиты от
вредоносного воздействия
экстремально высоких и низких
температур,
нейтронных потоков и
Текстовое описание
радиоизлучений, абразивного износа.

3.

Осаждение из газовой фазы
Широкое
распространения
получил метод осаждения
металлических
и
неметаллических покрытий
из
газовой
фазы,
сопровождающийся
химическими реакциями.
Схема процесса осаждения
из газовой фазы:
1 – дозатор; 2 – смеситель; 3 – деталь;
4 – нагреватели; 5 – насос; 6 –
реакционная камера; 7 –
охладительная камера; 8 –емкостьпоглотитель; 9 – факел.
Преимущества/недостатки:
• Осаждение на изделия сложной
геометрической формы
• Низкая производительность
• Взрывоопасность

4.

Наплавка
Сущность
метода
состоит
в
расплавлении поверхности детали и
наплавочного
материала (в виде
проволоки
или
порошка)
под
действием электрической дуги или
другого концентрированного источника
тепла и переносе расплавленного
металла на поверхность детали.
Схемы наплавки:
а – неплавящимся электродом (1 –
неплавящийся электрод; 2 –
водоохлаждаемое сопло; 3 – изделие; 4 –
присадочный материал; 5 – источник
питания);
б – плазменной (1 – плазмотрон; 2 –
плазменная струя; 3 – присадочная
материал; 4 – изделие).
Преимущества/недостатки:
• позволяет получить кислотоупорные,
коррозионностойкие, износостойкие и
антифрикционные покрытия,
равнопрочные с основой
• Взрывоопасность

5.

Газопламенное напыление
Метод
газопламенного
напыления
отличается
простотой
и
низкой
стоимостью
применяемого
оборудования.
Га з о п л а м е н н о е н а п ы л е н и е
с использованием:
а – смеси горючий газ-кислород (1 –
сжатый воздух; 2 – смесь горючий газкислород; 3 – распыляемая
проволока; 4 – металлизационный
факел);
б – смеси горючий газ-сжатый воздух
(5 – порошок; 6 – горючий газ-воздух).
Преимущества/недостатки:
• Простота и невысокая стоимость
• Невозможность получить покрытие
из тугоплавких материалов
• Непрочное сцепление покрытия с
поверхностью изделия

6.

Электродуговая металлизация
Электрическую
дугу
используют более чем в 25 %
всех выпускаемых аппаратов
для напыления.
Га з о п л а м е н н о е н а п ы л е н и е
методом электродуговой
металлизации:
в – с применением электрической
дуги (7 – распыляемая проволока (+); 8
– сжатый воздух; 9 – распыляемая
проволока (-); 10 – электрическая
дуга);
г – с применением индукционного
нагрева (11 – катушка, охлаждаемая
водой; изоляционный материал; 13 –
распыляемая проволока; 14 концентратор).
Преимущества/недостатки:
• Высокая производительность
• Перегрев металла

7.

Детонационное напыление
Суть метода заключается в
ударном
воздействии
распыляемого материала на
поверхность
изделия,
в
результате чего выделяется
большое количество энергии.
Схема процесса
детонационного напыления:
а – подача кислорода и ацетилена; б –
подача порошка; в – поджиг
электрической искрой; г –
образование покрытия.
Преимущества/недостатки:
• Высокая плотность покрытия
• Высокое сцепление покрытия с
поверхностью изделия
• Высокие требования к охране
труда

8.

Плазменное напыление
Высокие
температуры
и
скорости плазменной струи
позволяют получить покрытия,
превосходящие
по
своим
характеристикам те, которые
получены
детонационным,
газопламенным методами или
электродуговой металлизацией.
Схема процесса
плазменного напыления:
h1 – расстояние от среза сопла до
напыляемой поверхности; Tч –
температура частиц; Тп – температура
подложки; q – тепловой поток,
поступающий в подложку.
Преимущества/недостатки:
• Получение покрытий из
тугоплавких материалов
• Широкая регулировка процесса

9.

Те х н о л о г и ч е с к и й
процесс
Промывка и обезжиривание деталей
Дефектация деталей
Технология газотермическое
напыление включает в себя
следующие основные этапы.
Установка плазменно-порошкового
напыления
Предварительная механическая обработка основы
Подготовка поверхности детали
Напыление
Механическая обработка покрытия
Контроль качества

10.

Классификация
материалов
Конгломерированные
Сплавы
Керметы
Плакированные
Механические смеси
Многокомпонентные
Нитриды
Однокомпонентные
Бориды
Порошковые
Карбиды
Проволочные
Оксиды
Металлы
Материалы
Термины
«плакированный
порошок»,
«конгломерированный
порошок» являются двумя
частными случаями общего
названия «композиционный
материал».
Композиционные
порошки
обеспечивают
наличие
в
каждой частице комплекса
свойств
всех
исходных
компонентов.

11.

Структура композиционных порошковых материалов
Форма и размер частиц
порошка
должны
обеспечивать стабильную и
регулируемую
подачу,
а
также заданный характер
процесса
плавления
в
газовой струе.
Требования к материалу
покрытия:
• должен соответствовать
условиям его
эксплуатации
• химическая и
термодинамическая
совместимость материала
покрытия с материалом
детали
Изображение
Плакированные частицы
Изображение
Конгломерированные
частицы
Изображение
Конгломерированные
частицы
Изображение
Порошки смешанного
типа
Изображение
Порошки смешанного
типа

12.

Практическое
применение
газотермического
нанесения покрытий в
РКТ
Экстремально высокие и
низкие температуры
оказывают отрицательное
влияние на изделие рактнокосмической техники. В то же
время применение
высокопрочных,
термостойких, жаростойких
материалов для создания
деталей, узлов и агрегатов
техники невозможно ввиду их
дороговизны. Применение
технологии газотермического
напыления позволяет решить
эту проблему.

13.

Выводы
Исследованы методы
и технологии
газотермического
напыления
Рассмотрены виды
защитных покрытий
ракетно-космической
техники
Определено
практическое
применение технологии
газотермического
нанесения

14.

Спасибо!
Контакты