Газотермическое напыление и наплавка

Предприятие предлагает услуги по газотермическому напылению и наплавке.
Эти направления подразумевают:

• Плазменное и газоплазменное напыление;
• Электродуговая и газопламенная металлизация;
• Плазменная обработка поверхности;
• Плазменная закалка и модификация.

  

Услуги по газотермическому напылению. Консультация о применимости газотермического напыления к вашей проблеме. Выполнение всего цикла работ по восстановлению деталей напылением на нашей территории. Срочное проведение работ на вашей производственной базе. Поставка оборудования, материалов, технологий для газотермического напыления. Обучение персонала технологиям газотермического напыления. Также предприятие под заказ изготовит сотовые уплотнения по вашим чертежам из требуемого материала.

 

Повышенная износостойкость крупных деталей

Последующее оплавление выполняют газокислородным пламенем в индукторе (или другим источником тепла) для покрытий толщиной 0,5–1,3 мм. Нанесённое покрытие оплавляют при восстановлении наружных и внутренних цилиндрических поверхностей подвижных и неподвижных соединений при повышенных требованиях к износостойкости и прочности соединения с основным материалом. Этот вид оплавления покрытий, полученных газопламенным напылением, применяют редко. Газопламенное напыление с одновременным оплавлением покрытия используют для восстановления деталей из стали и чугуна при износе на сторону 1.3–1,8 мм.

 

Метод прост в освоении и применении, может применяться как в ручном, так и в автоматизированном режиме. С помощью газопламенного напыления наносят износостойкие и коррозионно-стойкие покрытия из железных, никелевых, медных, алюминиевых, цинковых сплавов, баббитовые покрытия подшипников скольжения, электропроводные покрытия, электроизоляционные покрытия (рилсан), декоративные покрытия. Широко применяется для восстановления геометрии деталей насосно-компрессорного оборудования, крышек и валов электродвигателей, нестандартного оборудования. Покрытия, полученные газопламенным напылением, отличаются пористостью в 2–10%, могут обрабатываться резанием либо шлифованием. Покрытия, полученные газопламенным напылением шнуровых материалов, представляют альтернативу плазменным покрытиям. Покрытия, полученные газопламенным напылением шеек валов шнуровыми материалами, показывают высокие эксплуатационные качества.

Плазменные технологии ООО КМЗ

 1.  Электродуговая металлизация - процесс расплавления двух проволок посредством горения электрической дуги между ними, диспергирования расплава и перенос частиц сжатым воздухом. Один из наиболее энергетически эффективных методов напыления металлических покрытий.

Эффективный КПД распылителя имеет наиболее высокое значение из всех газотермических способов нанесения покрытий - 70-90%

Благодаря своей высокой производительности и простоте конструкции металлизаторы широко применяются для напыления цинковых и алюминиевых покрытий, в том числе комбинированных покрытий, состоящих из газотермических металлических покрытий и лакокрасочных покрытий. Антикоррозионные металлизационные покрытия предусматривает СП 28.13330-2012 для защиты от коррозии металлоконструкций и сооружений повышенного уровня ответственности по ГОСТ 27751 независимо от агрессивности среды, а также при повышенных требованиях к долговременной защите конструкций от коррозии или отсутствии возможности возобновления защитных покрытий в процессе эксплуатации.

Электродуговая металлизация широко используется для напыления металлических антикоррозионных и износостойких покрытий, особенно на большие поверхности.

• Высокая производительность нанесения покрытий.
• Мобильность и простота использования установки.
• Стандартные толщины 0,2 мм (Zn, Al).
• Пористость до 10%.
• Микротвердость 250...400 HV.
• Прочность сцепления до 40 МПа.
• Покрытия на основе железа, алюминия, цинка, цинк-алюминия, меди, бронзы.
• Эффективная защита от коррозии металлоконструкций на срок до 50 лет.

 2.  Газопламенное напыление - экономичный и простой метод газотермического напыления.

Газопламенное напыление представляет собой нагрев, плавление, диспергирование расплава и перенос расплавленных частиц ацетилено-кислотного пламени материала на металлическую поверхность детали, где формирует стабильное непрерывное покрытие.

В пламя горелки на основе ацетилен-кислорода или пропан-кислорода подается из питателя металлический/полимерный порошковый (установка FP), или же проволока (установка FS15), плавится и затем переносится сжатым воздухом на напыляемую поверхность, образуя прочное покрытие. Технология газопламенного напыления проста в работе, может применяться как в ручном, так и в автоматизированном режиме.

Основные применения покрытий, наносимых газопламенным напылением:

• Восстановление геометрии поверхности шеек валов.
• Ремонт баббитового слоя подшипников.
• Антикоррозионные покрытия.
• Износостойкие покрытия из железных, никелевых, медных, алюминиевых, цинковых сплавов.
• Электропроводные и электроизоляционные покрытия (рилсан).
• Декоративные покрытия (памятники, фонтаны и т.д.).
• Газопламенное напыление применяется для восстановления геометрии рабочих поверхностей высоконагруженных деталей насосно-компрессорного оборудования, крышек и валов электродвигателей, нестандартного оборудования.

• FS-15 - установка проволочного газопламенного напыления. Использование любого металла поставляемого в проволочной форме: алюминий, цинк, сталь, никелевые сплавы, монель, алюник, инконель, молибден.
• FP - установка порошкового газопламенного напыления. Напыление покрытий из металлов, полимеров.

В качестве расходных материалов используются кислород и горючий газ (ацетилен, пропан).

 3. Высокоскоростно́е (сверхзвуково́е) газопла́менное напыле́ние (HVOF, HVAF) - технология газотермического напыления покрытий на основе металлов и их сплавов. Порошковый материал разогревается и наносится струей с высокой скоростью (7-9 скоростей звука). Такой метод обеспечивает покрытия высокой плотностью и адгезией (сцеплением).

Современная альтернатива гальваническим и вакуумным методам нанесения покрытий и другим методам упрочнения поверхностей.

Защита новых и реновация изношенных металлических поверхностей, требующих высокой твердости, стойкости и плотности покрытия.

Обеспечение высокой производительности и повторяемости характеристик процесса за счет автоматизации работ.

 4.  Плазменное напыление (APS, Air Plasma Spray, воздушно-плазменное напыление) - материал (порошок) будущего покрытия подается в плазматрон и нагревается до плавления и переносится на поверхность плазменным потоком.

Особенность плазменного напыления - высокая температура плазменной струи (до 20 - 22 тыс. градусов Цельсия), высокая скорость перемещения частиц в струе (до 500 м/с). Нагрев поверхности при этом не более 200 град.

С помощью установок атмосферного плазменного напыления Плакарт P-1000 можно наносить:

• износостойкие;
• коррозионностойкие;
• теплозащитные;
• уплотнительные;
• антифрикционные покрытия;

Плазменные установки обеспечивают нанесение покрытий из широкого спектра керамических и металлических порошковых материалов на практически любые внешние и внутренние поверхности отверстий глубиной до 1000мм и диаметром более 125 мм. Плазменные покрытия внесены в конструкторскую документацию на многих отраслевых (авиационных, турбостроительных и пр.) предприятиях и институтах

Преимущества технологии воздушно-плазменного напыления:

• независимость нанесения покрытия от геометрии поверхности: стабильное качество покрытия обеспечивается как на плоских ровных поверхностях (листы, плиты), так и на крупногабаритных объектах и изделиях сложной формы;
• покрытие (металлы, твердые сплавы, керамику, металлокерамику, полимеры) можно наносить на металлы, пластик, и даже на не терпящие воздействия экстремально высоких температур. При этом практически не происходит деформации основного материала, на который напыляется покрытие;
• равномерное стабильное качество покрытия обеспечивается и на большой площади, и на ограниченных участках больших деталей;
• возможно напыление многослойного покрытия толщиной в несколько миллиметров, что очень важно при восстановлении геометрии изношенных деталей.

Покрытия, наносимые плазменным напылением, отличаются хорошей равномерностью, стабильностью, высокими плотностью и адгезией.

Установка плазменно-порошкового напыления  предназначена для нанесения износостойких, коррозионностойких, теплозащитных, уплотнительных, антифрикционных и других покрытий, придающих рабочей поверхности деталей новые свойства и увеличивающие их рабочий ресурс. Большой выбор отработанных технологий напыления на данной установке позволяет получать хорошо повторяемые покрытия высокого качества.

В установке  в качестве плазмообразующего газа используется аргон и водород. При необходимости, в качестве плазмообразующих могут использоваться различные газовые смеси, азот, гелий (доп. опция) и др.

 5.  Плазменно-порошковая наплавка (Plasma transfer Arc, PTA)

Плазма - нагретый до высокой температуры сильно ионизированный газ, достигающий температуры +10 … 18 тыс. С. Плазменная струя образуется в специальных горелках - плазмотронах. Катодом является неплавящий вольфрамовый электрод. Струя плазменного газа со скоростью потока до 15 000 м/сек захватывает и подаёт порошок на поверхность детали.

Преимущества плазменно-порошковой наплавки:

1. Высокая концентрация тепловой мощности.
2. Минимальная ширина зоны термического влияния, отсутствие поводок.
3. Толщина наплавляемого слоя от 0,1 мм до нескольких мм.
4. Наплавка разных износостойких материалов на стальную деталь.
5. Плазменная закалка поверхности изделия.
6. Незначительное перемешивание наплавляемого материала с основой.

Применения:

• Защита от коррозии и износа деталей запорной и запорно-регулирующей арматуры: арматура для судостроительной и химической промышленности, энергетическая арматура, нефтегазовая арматура. Безотказная работа наплавленных деталей запорной арматуры более 10 лет. Износостойкая арматура (седла, шиберы, штоки) горнодобывающей промышленности.
• Упрочнение износостойкими покрытиями высоконагруженных деталей (горловых колец и клапанов и др.)

После плазменно-порошковой наплавки детали выдерживают влияние агрессивных химических сред, повышенные температуры, сохраняют высокие прочностные характеристики.

 6. Лазерная наплавка – восстановительная наплавка лазером.

Восстановительная лазерная наплавка применяется для получения первоначальных размеров изношенных или поврежденных деталей. В этом случае наплавленный лазером металл близок по составу и механическим свойствам основному металлу.

При добавлении легирующих элементов, мы получаем покрытие с лучшими свойствами, чем материал основы.

Благодаря сварочной ванне, достигается высокая адгезия поверхности, отсутствие пористости.

Особенности и характеристики технологии лазерной наплавки:

• Источник питания мощностью до 8000 Вт.
• 100% автоматизация процесса.
• Автоматический контроль параметров наплавки.
• Высокая степень концентрации энергии.
• Минимальные термические влияния и ЗТВ.
• Степень перемешивания наплавляемого материала с основным составляет не более 1%.
• Ультрадисперсная структура.

Микроструктура и свойства покрытий, полученных лазерной наплавкой:

• Толщина наплавленного слоя до 10мм. Зона термовлияния менее 100мкм (до 5% наплавленного слоя).
• Твердость наплавленного слоя до 70 HRC.
• Любой состав порошка.
• Высокая стойкость к эрозионному и коррозионному износу.

Применение лазерной наплавки:

• Восстановление и упрочнение рабочих поверхностей высоконагруженных деталей бурового, энергетического оборудования (лопасти стабилизаторов, центраторов, калибраторов, контактные площадки резистивиметров, упрочнение цанг керноприемных устройств, упрочнение втулок, восстановление и упрочнение лопаток ГТД и других рабочих частей двигателей).
• Восстановление инструмента и штамповой оснастки любой геометрии и размеров.
• Упрочнение навесного оборудования горнодобывающей, сельскохозяйственной, строительной техники.
• Восстановление геометрии валов и других деталей.

7.     При помощи высокой скорости нагрева лазером и последующего скорого охлаждения проводится локальное упрочнение высокоуглеродистых сталей -лазерная закалка.

При традиционной закалке - требуется выдержать деталь несколько часов в печи при высокой температуре и получить объемно закаленную деталь. С помощью лазерной закалки производятся упрочненные поверхностные слои до 1 мм толщиной, при этом основы оставаясь мягкими, что предотвращает их разрушение при высоких рабочих нагрузках.

В поверхностном слое металла детали образуется высоко-дисперсная структура с микротвердостью в 2—4 раза выше твердости основного материала.

Предназначение лазерной закалки - увеличение износостойкости деталей в условиях трения.

Лазерную закалку производим как в твердом состоянии, так и с оплавлением поверхности.

Лазерная закалка не имеет ограничений по времени воздействия лазера. Таким образом увеличивается производительность процесса и размеры упрочненных зон, кроме того в более широком интервале можно изменять свойства и структуру лазерного упрочнения.

Применение:

• цилиндрические детали (валы, кольца, втулки и т.д.);
• промышленные ножи (закалка режущих кромок). Уменьшается количество заточек из-за повышения в несколько раз твердости кромки;
• резьбовые поверхности (резьбы насосно-компрессорных труб).

8.     Детонационное напыление предназначено для нанесения газотермических порошковых покрытий из металлов, карбидов, керамики и др. на различные детали и узлы, а также для их ремонтного восстановления. Принцип действия основан на нагреве, разгоне частиц напыляемого материала за счёт энергии детонации газовой смеси (ацетилен-кислород), и последующем их переносе на подложку (деталь).

Цикл процесса детонационного напыления:

• подача топлива и окислителя, их смешение;
• поджиг газовой смеси, подача порошка;
• детонация газовой смеси, разгон/разогрев порошка;
• формирование слоя покрытия на подложке (поверхности детали).

Преимущества процесса:

• широкая номенклатура напыляемых материалов — как карбидные материалы на металлической матрице, так и всевозможные керамики;
• значительный диапазон толщин получаемых покрытий — 0,05...2 мм;
• минимальная пористость получаемых покрытий (<1%);
• адгезия > 70 МПа;
• достигаемая шероховатость покрытия после финишной обработки < 0,01 Ra.

Применение детонационного напыления для нанесения покрытий:

• Детали общего машиностроения:
• валы, втулки, кулаки поворотного прицепа, штока, плунжера;
• подшипники, сальниковые уплотнения и др.

• Авиация:
• рабочие и статорные лопатки;
• направляющие рельсы закрылка и др.

• Нефтегаз:
• втулки и уплотнительные кольца насосов;
• установки электрического центробежного насоса (УЭЦН), шибера, задвижки, рабочие поверхности буровых инструментов и пр.

Область применения

• инструментальная промышленность;
• приборостроение;
• радиотехническая и электронная промышленность;
• судостроение;
• ракетно-космическая отрасль.

 9.     Специалисты производят покрытия газодинамическим способом для промышленного оборудования (например, на фото - антикоррозионное покрытие теплообменника без демонтажа). Кроме того, мы поставляем установки холодного газодинамического напыления под ключ (наладка, сервис, обучение).

В отличии от других газотермических технологий в газодинамических установках с твердой подложкой (деталью) взаимодействуют твердые нерасплавленные порошковые частицы металла, разогнанные до высокой скорости. Ускорение частиц производится сверхзвуковым воздушным потоком.

Преимущества газодинамического метода нанесения металлических покрытий:

• напыление не требует специальных условий (камер), осуществляется на воздухе, при любой температуре и влажности;
• незначительное термовоздействие на деталь (зона покрытия не нагревается выше 100-150 градусов С). Нет деформации, окисления, внутренних напряжений материала детали;
• напыление покрытий безопасно для окружающей среды ( нет высоких температур, опасных газов, опасных отходов, требующих специальной утилизации);
• при напылении происходит очистка поверхности;
• узконаправленный поток частиц является позволяет наносить покрытия на локальные (с четкими границами) участки;
• мобильное, простое в эксплуатации оборудование;
• на установке также можно проводить АСО.

 10. Технология прямого лазерного выращивания (Laser Direct Deposition)

Восстановление изношенных лопаток турбины методом лазерно-порошковой наплавки позволяет в значительной мере устранить недостатки, присущие существующей технологии ремонта лопаток методом аргонодуговой наплавки и получить значительный экономический эффект за счет снижения трудоемкости ремонта и повышения ресурса работы:

1. Значительно снизить объем выполнения механической обработки лопаток после наплавки.
2. Устранить технологические операции термообработки перед наплавкой и после наплавки лопаток, так как зоны термического влияния находятся на уровне сотни микрон.
3. Формирует в наплавленном слое мелкодисперсные структуры, обеспечивающие повышенную износостойкость поверхностного слоя лопатки до уровня новых и выше.
4. Позволяет расширить зоны ремонта лопаток вследствие минимальных зон термического влияния, по сравнению с аргонодуговой наплавкой с 1/3 по высоте до 100%, то есть до зоны крепления лопатки.
5. Позволяет устранить трудоемкие технологические операции снятия и установки лопаток с диска вала турбины для отправки их на ремонтный завод, то есть производить ремонт непосредственно на газоперекачивающей станции.
6. Дает возможность создать мобильный комплекс для ремонта лопаток.

Технологию лазерной наплавки можно применять для восстановления изношенных лопаток авиационных турбин, атомных, тепловых и гидроэлектростанций. Технология относится к разряду модифицируемой.

Применение лазерного метода потребует дополнительных усилий по согласованию существующих предшествующих и последующих операций под условия лазерной наплавки и аттестации технологического процесса на предмет стабильности качества.