Technology of obtaining composite conglomerate powders for plasma spraying of high-temperature protective coatings

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 1 2021 11 TECHNOLOGY 0,45 p p 1,5 585 507 1000 , d U G V                       ìêì где U – относительная скорость между раство - ром и газом , м / с ; G и V – расход соответственно раствора и газа , м 3 / с ; η – коэффициент вязкости раствора , П ; σ – поверхностное натяжение рас - твора , дин / см ; γ р – плотность раствора , г / см 3 . Из уравнения (1) видно , что для получения более мелких порошков , необходимых для плаз - менного напыления в динамическом вакууме , следует увеличивать скорость распыляющего воздуха , плотность используемой суспензии , уменьшать поверхностное натяжение и вязкость раствора . Снижение вязкости суспензии , в свою очередь , достигается уменьшением концентра - ции связки и увеличением количества раствори - теля . Для выделения необходимой фракции по - рошка производили классификацию последнего в ситах . Отходы мелкой и крупной фракции воз - вращаются обратно в процесс на стадию при - готовления суспензии . Фракционированные по - рошки спекали в свободной засыпке в вакууме или аргоне при следующих условиях : отгонку связующего ( ПВА ) производили при 573…723 К , после чего температуру повышали до таких зна - чений , когда происходит спекание субчастиц в объеме конгломератов , а сами конгломераты между собой не спекаются . Температуру и время спекания для каждого состава композиционного порошка определяли экспериментально . Результаты исследований показали , что в среднем температуру спекания конгломери - рованных порошков следует устанавливать на 100…250 К ниже температуры спекания ком - пактных материалов . Оптимальными условиями спекания конгломерированных порошков следу - ет считать такие , когда спеченная масса порош - ка представляет собой брикет , легко разрушаю - щийся при раздавливании . После контрольного рассева , необходимого для удаления мелкоди - сперсных частиц , образующихся при разруше - нии отдельных гранул , и крупных спеченных между собой конгломератов , порошок готов к напылению . Форма частиц интегрированных порошков после конгломерирования в процессе распылительной сушки близка к сферической ( рис . 5). По данным микрорентгеноспектраль - ного анализа состав полученных интегральных комплексов был следующим : 1) 71 мас . % Ni, 17 мас . %Cr, 10 мас . %Al, 1 мас . %Y; 2) 61 мас . %Ni, 22 мас . % Cr, 16 мас . % Al, 1 мас . % Y. Если конгломерируют большие партии по - рошков по полной технологической схеме ( см . рис . 1) с возвратом мелких и крупных фракций , Рис . 5. Внешний вид конгломерированных по - рошков для напыления состава Ni-22Cr-16Al-1Y Fig. 5. Appearance of conglomerated powders for spraying Ni-22Cr-16Al-1Y composition (1) то выход фракций , выделяемых для напыления , может быть приближен к 100 %. Это делает воз - можным получение с достаточно высокой эф - фективностью узкофракционных порошковых материалов для газотермического напыления . Была проведена оптимизация процесса рас - пылительной сушки для получения конгломе - ратного порошка состава Ni-22Cr-16Al-1Y круп - ностью 0…100 мкм . Был использован полный факторный эксперимент 2 3 . Факторы : количе - ство растворителя на 1 кг смешиваемого порош - ка V , мл / кг ; избыточное давление в питателе с суспензией Р , атм .; высота среза сопла над ме - стом , где происходит впрыскивание суспензии в газовый поток , Х , мм . Расход распыляющего воз - духа составлял 0,5 м 3 / мин . Недостаточный рас - ход воздуха приводит к налипанию порошка на стенки камеры . Порошок , осыпающийся со сте - нок камеры по мере высыхания , имеет плохую