Плазменные покрытия имеют сложную арочную структуру. Пористость покрытий колеблется в пределах 2— 15 % . Плазменными методами можно наносить покрытия практически из всех материалов. Плакированные порошки позволяют включать в состав покрытий даже недостаточно стабильные при иагреве материалы (например, MoS2).
Высокая температура и энергия плазмы позволяют с успехом использовать плазменный метод для нанесения покрытий из всех тугоплавких материалов (за исключением сублимирующихся и интенсивно разлагающихся при температуре нанесения), отличающихся высокой энергией связи в кристаллической решетке и вследствие этого высокой твердостью. Наносимые покрытия отличаются высокой износостойкостью (табл. 22).
При детонационном способе наиесе – иия покрытий [5, 55, 76, 90] в канал открытого с одного конца ствола через смеситель подается порция газовой смеси, способной детонировать при зажигании, и порция порошка наносимого материала. С помощью запального устройства инициируется взрыв газовой смеси. Напыляемый материал нагревается, ускоряется и выбрасывается иа поверхность детали. В результате взрыва смеси горючего газа (обычно ацетилена) и кислорода введенные в газ частицы напыляемого материала разогреваются (не выше 2850 0C) й разгоняются до очень высоких скоростей (примерно до 1000 м/с). Пр|| ударе частиц, обладающих высокой! кинетической энергией, о твердую верхность освобождается большое коЛЙ,|
Теплоты и их температура может
Постигать 4000 °С.
Плазменный способ обеспечивает наев частиц до более высоких темпера – fP чем детонационный. Ограничения о температуре при детонационном "пособе нанесения покрытий компенси – с ются более высокой кинетической анергией частиц, что позволяет наносить и тугоплавкие материалы. Благодаря высоким скоростям напыляемых частиц детонационные покрытия по сравнению с плазменными и тем более обычным» газопламенными имеют более высокие плотность (98—99 %) и прочность сцепления с основой. Существенным преимуществом детонационного метода по сравнению с газопламенным и плазменным является его дискретность, а вследствие этого и меньшая теплсшапряженность. Нагрев обрабатываемой детали в процессе напыления может не превышать 200 0C.
Освоено нанесение детонационным методом покрытий самого разнообразного состава: твердосплавных с использованием различных карбидов (вольфрама, хрома) и связок (Со, Ni, Ni+Сг); оксидных (из оксидов алюминия, титана и хрома), металлических. Это позволяет многократно повышать износостойкость деталей машин и инструмента.
Детонационные покрытия за рубежом нашли широкое применение, особенно в авиации. Фирмой Юнион Kap – байд, являющейся монополистом в капиталистических странах по нанесению покрытий детонационным методом, разработаны покрытия, состав и свойства которых приведены в табл. 23.
Нанесение детонационных покрытий позволяет многократно увеличивать износостойкость деталей машин (табл. 24).
Вод
Лазерные методы модифицирова – »ия и легирования поверхностных cjloeR. Значительные возможности повышения износостойкости поверхностей появились с разработкой промышленных лазеров [16, 23, 38, 104). благодаря высокой плотности энергии ® лУче лазера (до 10s Вт/см2) возможен ыстрый нагрев тонкого поверхностно слоя металла, вплоть до его расселения. Последующий быстрый от-
Теплоты в объем металла приводит
К закалке поверхностного слоя с приданием ему высокой твердости и износо-. стойкости. (Процессы, происходящие в поверхностном слое, а следовательно, и его свойства определяются мощностью и длительностью действия лазерного луча.) Можно также осуществлять легирование поверхностного слоя [38] предварительным нанесением каким – либо способом слоя легирующего компонента на поверхность с последующим расплавлением лучом лазера, а также наносить покрытия введением порошка напыляемого материала в луч лазера.
Накоплен достаточно большой опыт лазерного упрочнения деталей из сталей н чугунов. В табл. 25 и 26 приведены сведения о повышении износостойкости сталей в результате лазерной закалки (в сопоставлении с другими методами упрочнения).
Электроискровые покрытия. Метод электроискрового легирования основан на переносе материала электрода (преимущественно материала анода) при импульсном искровом разряде в газовой среде на обрабатываемую поверхность [100]. Для нанесения электроискровых покрытий применяют вибрирующие электроды. В Болгарии был разработан способ упрочнения вращающимся электродом. В СССР для нанесения покрытий применяют ручные и механизированные установки (типа ЭФИ и др.).
При нанесении металлических покрытий в материале основы сохраняется исходный фазовый сослав. При легировании соединениями (металлопо – добными) происходит, как правило, химическое взаимодействие с материалом основы с образованием химических соединений элементов, входящих в наносимый материал, с элементами основы. Нанесение электроискровых покрытий существенно повышает износостойкость и антифрикционность поверхностей. В табл. 27 и 28 приведены значения относительной износостойкости электроискровых покрытий [100], установленные при испытаниях по методике М. М. Хрушова и М. А. Бабичева [91 ] (изнашивание по электрокорундовой шкурке).