Плазменные технологии и оборудование для напыления и наплавки порошковых материалов

Разработаны и применяются электродуговые плазмотроны с секционированной межэлектродной вставкой мощностью от 10 до 100 кВт. Плазмотроны оснащены узлом кольцевого ввода порошковых материалов с газодинамической фокусировкой, который обеспечивает прохождение всего обрабатываемого материала через высокотемпературную приосевую область плазменной струи, что увеличивает эффективность процесса напыления.

Области применения:

• Размерное восстановление и упрочнение деталей;
• Коррозионно-, абразивно-, кавитационно- и изностойкие покрытия;
• Термобарьерные и жаростойкие покрытия из керамических материалов с повышенной адгезией;

Плазменное напыление

Характеристика плазмотрона мощностью 50 кВт:

• механизированное и ручное нанесение покрытий;
• стабильное осесимметричное истечение плазменных струй с минимальным уровнем пульсаций параметров;
• среднемассовая температура воздушной плазмы, на срезе сопла плазмотрона, до 7000 К;
• расход плазмообразующего газа (воздух, азот, аргон, их смеси) – 0,8 –3 г/с;
• производительность:
  -по керамическим порошкам (Al₂O₃, ZrO₂) – до 10 кг/ч;
  -по металлическим – до 30 кг/ч;
• пористость керамических покрытий Al₂O₃ (при использовании узла кольцевого ввода) – менее 1 %

Плазмотроны для плазменного напыления порошковых материалов

На базе нашего плазмотрона разработана и изготовлена полнокомплектная промышленная установка плазменного напыления «Термоплазма 50–01», которая включает в себя источник питания, пульт управления, промежуточный модуль с блоком запуска, два порошковых дозатора и блок автономного охлаждения плазмотронов. Установка комплектуется двумя плазмотронами, которые могут использоваться как в ручном исполнении, так и в механизированном вариантах.

Пульт управления и электродуговые плазмотроны установки «Термоплазма 50-01»

Плазменная наплавка

Разработаны и применяются электродуговые плазмотроны с двойной (основной и пилотной) дугой мощностью до12 кВт.

Характеристики плазмотрона:

• механизированное и ручное нанесение покрытий;
• расход плазмообразующего газа (аргон) – 0,07 – 0,15 г/с;
• расход транспортирующего газа (аргон) – 0,3 – 0,7 г/с;
• расход защитного газа (аргон) – 0,4 – 0,8 г/с;
• производительность наплавки – до 10 кг/ч.

Плазмотрон для плазменной наплавки порошковых материалов

Примеры технологических приложений плазменного напыления и наплавки

Лопатка 1 ступени ротора турбины ДЖ59Л3 с двухслойным покрытием (термобарьерный слой – диоксид циркония ZrO2, подслой интер-металлидное покрытие ПНХ20К20Ю13)	Шток гидроцилиндра с износо-стойким покрытием (Ni-Cr-B-Si) после обработки	Контактные щёки руднотермической печи с керамическим покрытием (Al2O3)	Ролики металлургического прокатного стана с износостойкими покрытиями (Fe-C-Cr-Mn-Ni и Ni-Cr-B-S

Формы сотрудничества:

• разработка технологий под условия заказчика;
• поставка плазменного оборудования;
• электродуговые плазмотроны мощностью от 10 до 100 кВт;
• установки плазменного напыления порошковых материалов мощностью до 100 кВт;
• установки плазменной наплавки порошковых материалов мощностью до 12 кВт.

Заведующий лабораторией, д.ф.-м.н. Ковалев Олег Борисович тел.: (383) 330-42-73, e-mail: kovalev@itam.nsc.ru