Восстановление деталей машин плазменными методами и область его применения.

Основываются на использовании теплофизических свойств ионизированного газа (плазмы). Так как выделить плазму в чистом виде трудно, то для технических целей используют дуговой разряд, обогащенный плазмой, т.е. в дуговом разряде наряду с заряженными частицами (ионами и электронами) содержатся и нейтральные частицы. Такое состояние газа называется низкотемпературной плазмой.

В качестве плазмообразующих газов используют аргон, азот, гелий, аммиак. В комплект оборудования входит: плазмотрон, механизм транспортирования порошковых и проволочных материалов, пульт управления (с измерительными, регулировочными и блокировочными устройствами), источник питания дуги, источник и приемник охлаждающей воды, коммуникации обеспечивающие подвод газов, электроэнергии, воды.

Плазменное напыление: подготовка порошка (сушка порошка 150-200 С, просеивание через сито с ячейками не более 200 мкм) и поверхности детали (очистка от грязи, мытье, просушка, механическая обработка с созданием шероховатости), напыление (материалы –порошки, проволоки, прутки. Частицы порошка подаются в зону плазмообразования, нагреваются в плазменной струе до оплавления (оптимально- не ниже 90% температуры плавления) и направляются на поверхность со скоростью 50-200м\с на поверхность детали, ударяясь о которую деформируются, растекаются, кристаллизуются, образуя слоистые покрытия) и механическая обработка напыленного покрытия.

Получают покрытия толщиной в несколько мм, с увеличением толщины слоя выше 1-1,3 мм прочность сцепления снижается. (оптимальная толщина слоя – 0,4-0,6 мм). Применяют для восстановления деталей не подверженных динамическим нагрузкам: из чугуна, алюминия, деталей трудно поддающихся восстановлению другими способами, и для которых не допускаются деформации (корпуса деталей авто, гнезда блока, гнезда картеров коробок передач, поверхность нижней головки шатуна и др.).

Недостатки: трудоемкий, применение самофлюсующихся порошков повышает себестоимость, нагрев детали и покрытия достигает 1100 С (недостатки, характерные для наплавки)

Плазменная наплавка. Более технологичный и производительный. Заключается в создании на восстанавливаемой поверхно­сти под действием плазменной струи расплава присадочного материала. После затвердевания формируется наплавленный слой с заданными физико-механическими свойствами.

При плазменной наплавке применяют дугу прямого действия, которая образуется между вольфрамовым электродом и токоведущей присадочной проволокой при электрически нейтральной детали. Универсальный способ-наплавка с вдуванием порошка в дугу, который оплавляясь, переносится на поверхность изделия, оплавляемого дугой прямого действия. Наиболее эффективна – наплавка токоведущей проволокой: сжатая дуга используется главным образом для плавления проволоки, и в меньшей степени для подогрева детали. Наплавленный слой образуется за счет теплоты перегретого наплавленного металла.

Плазменную наплавку применяют для восстановления: стальных крестовин карданных шарниров; клапанов, распределительных и коленчатых валов; чугунных корпусных деталей; изнаши­вающихся поверхностей деталей атомных реакторов и др. Позволяет наплав­лять изношенные поверхности, устранять эксплуатационные дефекты в виде трещин

Толщина наплавляемого слоя до 10 мм (наиболее эффективны до 2 мм)