Оборудование для плазменного напыления покрытий. Плазменным напылением наносят износостойкие, жаростойкие, коррозионно-стойкие и другие типы покрытий. Оборудование для плазменного напыления подразделяют следующим образом:
установки для ручного плазменного напыления; установки для механизированного плазменного напыления;
полуавтоматические установки плазменного напыления со средствами механизации перемещения плазмотрона и детали;
автоматические установки плазменного напыления с микропроцессорным управлением, в том числе с использованием роботов;
комплексы плазменного напыления, включающие оборудование для подготовки поверхности деталей и механической обработки намыленного слоя;
лийни плазменного напыления, оснащенные межоперационным транспортом, в том числе снабженные центральной системой управления.
По составу среды, в которой осуществляется плазменное напыление, установки предназначены для напыления: в атмосфере; в вакууме (или в динамическом вакууме); в защитной среде; под водой.
Оборудование для плазменного напыления может быть также классифицировано по типу применяемого рабочего плазмообра-зующего газа: инертные газы (аргон, азот) и их смесь с водородом (или гелием); воздух и его смесь с углеводородными газами; смесь углекислого газа с углеводородами; вода.
Установки для плазменного напыления включают следующие основные элементы: инструмент для плазменного напыления (плазмотрон); источник энергоснабжения; систему газоснабжения; систему водяного охлаждения, систему регулирования параметров рабочего режима; систему подачи напыляемого материала (порошка или проволоки). Кроме того, они могут включать рабочую камеру с системой вентиляции и пылеулавливания, средства механизации перемещения плазмотрона и детали.
Основным типом плазмотронов, используемых для напыления покрытия, являются дуговые, хотя в последнее время получило распространение напыление с помощью высокочастотных плазмотронов. Среди дуговых плазмотронов наибольшее применение получили струйные с самоустанавливающейся длиной дуги и межэлектродными вставками. По скорости истечения струи плазмотроны для напыления покрытий подразделяются на дозвуковые и сверхзвуковые.
К особому типу плазмотронов относятся плазмотроны для напыления покрытий на внутренние полости. Они позволяют наносить покрытие на внутренние поверхности труб диаметром 25 мм и более. Техническая характеристика современных отечественных установок для плазменного напыления приведена в табл. Они предназначены для получения покрытий с использованием порошка или проволоки методом плазменно-дугового напыления и могут использоваться как в составе полуавтоматов, так в составе имеющихся средств механизации, обеспечивающих надежную защиту обслуживающего персонала и окружающей среды от шума, аэрозолей и др. Эти установки служат для повышения износостойкости поверхностей изготовляемых деталей и восстановления изношенных поверхностей деталей в условиях мелкосерийного производства и ремонтного производства.
Полуавтоматы камерного типа состоят из камеры напыления, плазменной установки в сборе, аспирационного устройства. В камере напыления расположены плазмотрон, передняя и задняя бабки для крепления детали, на которую наносится покрытие. Механизмы перемещения плазмотрона и вращения детали вынесены за пределы камеры, что обеспечивает удобство обслуживания и эксплуатации оборудования.
Роботы при плазменном нанесении покрытий применяются в основном при нанесении покрытий на детали сложной формы или при работе в изолированном объеме (например, камеры сгорания газотурбинных двигателей, их лопатки). Используют как специализированные роботы (АР-1, АР-2 фирмы Метко), так и промышленные с необходимыми характеристиками по нагрузке и скоростям перемещения. Примером полуавтомата для плазменного напыления может служить установка 15-ВБ, которая комплектуется плазменной установкой “Киев-7″. Технологические возможности полуавтомата определяются по параметрам комплектующей плазменной установки, приведенным ниже.
Автоматизированные комплексы (или линии) в основном построены по модульному принципу и включают: механический модуль-автомат струйно-абразивной обработки; механический модуль-автомат напыления; аппаратурный модуль (установку) плазменного напыления; транспортный манипулятор; систему автоматического управления комплексом. Модуль транспортного манипулятора зависит от характера производства и типа напыляемого изделия. Система управления комплекса осуществляет локальное программное управление всеми модулями и управление в целом.
Примером такого оборудования является автоматизированный комплекс оборудования плазменного напыления ОПН Комплекс ОПН-11 предназначен для нанесения покрытий методом плазменного напыления на наружные поверхности деталей широкой номенклатуры, включает установку плазменного напыления марки УН-1, устройство аспира-ционное марки А-9000, блок плазменного напыления марки БП-1. Техническая характеристика комплекса ОПН-11 приведена ниже. Автоматизированные комплексы плазменного напыления разрабатывает и выпускает фирма Плазма-Техник АГ (Швейцария).
Комплексы плазменного напыления в динамическом вакууме отличаются наличием вакуумного модуля, который осуществляет откачку газов из камеры (до 7 Па), подачу инертного газа и поддержание его давления, в требуемых пределах очистку отсасываемых газов от дисперсных частиц перед форвакуум ной станцией. Оборудование для детонационного напыления покрытий. Оборудование включает следующие основные элементы: установку для детонационного напыления; пульт управления исполнительными органами установки; пульт газораспределения. В авто- матический комплекс для детонационных покрытий дополнительно могут входить манипуляторы для перемещения как установки, так и напыляемых изделий с блоком управления: рабочие камеры с системой вентиляции и пылеулавливания.
В качестве рабочих газов используются ацетилен, водород, пропан-бутан, природный газ, кислород, а также азот и сжатый воздух .
Высокий уровень шума при детонационном напылении обусловливает необходимость зов и флегматизирующего газа в ствол, порошковый дозатор; воспламенитель горючей смеси газов; систему локализации сгорания горючей смеси газов в стволе; систему охлаждения ствола и других нагреваемых узлов установки; системы контроля процесса напыления и качества напыляемого покрытия.размещения установки, пульта газораспределения и манипулятора для перемещения напыляемых изделий в звукоизолированном боксе. Управление процессом напыления осуществляют из операторской кабины с помощью пульта.
Установки для детонационных покрытий (детонационного напыления) имеют следующие основные функциональные органы: ствол с камерой зажигания; газораспределительный механизм, служащий для дозирования, смешивания и подачи горючей смеси га-
