Плазмотрон для нанесения покрытий на внутренние поверхности изделий
Автор: Михеев А.Е., Гирн А.В., Якубович И.О., Руденко М.С.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Технологические процессы и материалы
Статья в выпуске: 2 т.21, 2020 года.
Бесплатный доступ
Плазменное напыления является одним из технологичных, производительных и эффективных способов нанесения защитных покрытий на изделия аэрокосмической, металлургической и других отраслей промышленности, подвергаемых воздействию высоких температур, динамических нагрузок, агрессивных сред и т. д. Плазменным напылением практически можно наносить любые материалы, такие как металлы, оксиды, карбиды, нитриды и т. п. на различные поверхности. Но существуют проблемы по нанесению защитных покрытий на внутренние поверхности цилиндрических деталей и деталей сложной формы с небольшими размерами (до 100 мм). Эти сложности связаны с габаритами самих плазмотронов. Малогабаритные плазмотроны в России не производятся, а импортируются из зарубежных стран, что причиняет ряд неудобств, связанных с поставками и очень высокой коммерческой ценой. Одним из путей решения этой проблемы является разработка малогабаритных плазмотронов, которые позволят наносить качественные покрытия на внутренние поверхности деталей с ограниченными размерами и существенно снизить их цену за счет импортозамещения. В результате использования предлагаемого устройства стало возможным наносить качественные покрытия на внутренние поверхности отверстий с минимальным диаметром 60 мм за счет уменьшения габаритов плазмотрона, а также существенно снизить его стоимость за счет собственного производства. Предварительные расчёты показывают, что цена плазмотрона не превышает 0,5 млн руб. (Русскоязычная версия представлена по адресу https://vestnik.sibsau.ru/articles/?id=677)
Плазмотрон, плазменное напыление, напыление на внутренние поверхности
Короткий адрес: https://sciup.org/148321974
IDR: 148321974 | УДК: 621.793 | DOI: 10.31772/2587-6066-2020-21-2-274-278
Plasmotron for coating internal surfaces of component parts
Plasma spraying is one of technologically appropriate, productive and effective methods of applying protective coatings to component parts produced by aerospace, metallurgical and other industries, objects exposed to high temperatures, dynamic loads, aggressive media, etc. Plasma spraying makes it possible to apply quite a variety of materials, such as metals, oxides, carbides, nitrides, etc. to different surfaces. Certain problems may arise, though, in applying protective coatings to the inner surfaces of cylinders and complex parts of small size (about 100 mm). These complexities depend on the dimensions of the plasma generator proper. There are no home-produced small-size plasma torches, they are all imported from other countries. That causes certain problems with delivery, to say nothing of very high commercial price. One of the ways to improve the situation is to develop small-size plasmatrons capable of applying high-quality coatings to the internal surfaces of limited-size parts; that may significantly reduce expenses through import substitution. The effectiveness of the proposed device is in working out a method of applying high-quality coatings to the inner surfaces of orifices as small as 60 mm in diameter (operating a plasmatron of smaller size), as well as in significant cost reduction due to domestic production. Sample calculations show that the price of that plasmatron type will not exceed 0.5 million rubles.
Список литературы Плазмотрон для нанесения покрытий на внутренние поверхности изделий
- Khasuy A. Tekhnika napyleniya [Spraying technique]. Moscow, Mashinostroyeniye Publ., 1975, 288 p.
- Kudinov V. V. Plazmennye pokrytiya [Plasma coatings]. Moscow, Nauka Publ., 1977, 270 p.
- Kudinov V. V, Ivanov V. M. Naneseniye plazmoy tugoplavkikh pokrytiy [Plasma application of refractory coatings]. Moscow, Mashinostroyeniye Publ., 1981, 212 p.
- Borisov Yu. S., KHarlamov Yu. A., Sidorenko S. L., Ardatovskaya E. N. Gazotermicheskiyye pokrytiya iz poroshkovykh materialov: Spravochnik [Gasothermic coating with powder materials: Reference book]. Kiev, Naukova dumka Publ., 1987, 544 p.
- Kopylov V. I, Shatinskiy V. F. [Investigation of processes in plasma spraying contact zone and estimation of their parameters]. Neorganicheskiye i organosilikat-nyye pokrytiya. 1975, P. 96- 106 (In Russ.).
- Puzryakov A. F. Teoreticheskiyye osnovy tekhnologii plazmennogo napyleniya [Theoretical Foundations of the Technology of Plasma Sputtering]. Moscow, MGTU im. N. E. Baumana Publ., 2008, 235 p.
- Kharlamov Yu. A. [Factors influencing the adhesion strength of gas-thermal coatings]. Zashchitnye pokrytiya na metallakh. 1988, No. 22, P. 30-34 (In Russ.).
- Polak L. S., Surov N. S. [Investigation of the interaction of powder particles with plasma flow in the nozzle]. Fizika i khimiya obrabotki materialov. 1969, No. 2, P. 19-29 (In Russ.).
- Mikheev A. E., Kolmykov V. A. Povysheniye ek-spluatatsionnykh kharakteristik poverkhnostey elementov konstruktsiy letatel 'nykh apparatov. Avtomatizatsiya protsessov obrabotki [Upgrading of operational characteristics of aircraft components' surfaces. Automation of treatment processes]. Moscow, MAKS Press Publ., 2002, 224 p.
- Mikheev A. E., Statsura V. V., Nikushkin N. V. [Equipment for high-quality gas-thermal coating application]. III otraslevaya nauchno-tekhnicheskaya konferent-siya "Primeneniyye gazotermicheskikh pokrytiy v mashi-nostroyyenii" [III Industry science and technology conference "Application of gas-thermal coatings in mechanical engineering"]. Moscow, 1990, P. 84-87 (In Russ.).
- Mikheyev A. E., Statsura V. V., Ivasev S. S., Gim A. V. [Processing of refractory oxides in low-temperature plasma]. Sb. nauchnykh trudov Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii "Materialy i tekhnologii XXI veka" [Proceedings of Russian science and technical conference "Materials and technologies of the XXI century"]. Penza, 2001, P. 123-125 (In Russ.).
- Donskoy A. V., Klubnikin V. S. Elektroplazmen-nyyye protsessy i ustanovki v mashinostroyenii [Electro-plasma processes and equipment in mechanical engineering], Leningrad, Mashinostroyyeniye Publ., 1979, 221 p.
- Zhukov M. F., Smolyakov V. Ya, Uryukov B. A. Elektrodugovye nagrevateli gaza (plazmotrony) [Electric arc gas heaters (plasmatrons)]. Moscow, Nauka Publ., 1973, 232 p.
- Yavleniya perenosa v nizkotemperaturno-y plazme /Transference phenomena in low- temperature plasma]. Ed. A.V. Lykova et al. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1969, 248 p.
- Saunin V. N. Elektrodugovoy plazmotron Saunina [Saunin electric arc plasmatron]. Patent RF, No. 2276840, 2006.
- Ivanchenko A. F., Lavrinenko M. Z., Mel'nik B. I., Prisevok A. F., Sannikov V. A., Solovey A. I., Fedo-rtsev V. A. Sposob naneseniya pokrytiy na vnutrennie poverkhnosti tsilindricheskikh izdeliy i ustroystvo dlya ego osushchestvleniya [Method of coating inner surfaces of cylinders and device for the coating application]. Patent No. 2009027, 1994.
- BY 8930 U 2013.02.28 Plasmatron for coating internal surfaces of component parts.
- FI plasma torch of innatech.ru (manufacturers: Dinse - www.dinse.eu, AMT www.amt-ag.net).
