Obrabotka Metallov 2021 Vol. 23 No. 1

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 1 2021 7 TECHNOLOGY Введение В современном газотурбостроении для защи - ты деталей , эксплуатируемых в условиях корро - зионно - эрозионного воздействия и интенсивного изнашивания , наиболее эффективными счита - ются напыляемые покрытия системы Ni-Co-Cr- Al-B-Y [1–8]. Использование в качестве способа нанесения высокотемпературных защитных по - крытий плазменного напыления позволяет про - водить локальное или дополнительное упрочне - ние и защиту отдельных участков поверхности деталей с целью придания им особых служеб - ных свойств . Определенные технологические трудности возникают при напылении разнород - ных металлических порошков , имеющих суще - ственно отличающиеся температуры плавления и теплофизические свойства . Формирующиеся покрытия характеризуются повышенной по - ристостью , неоднородностью по химическому составу , склонностью к трещинообразованию и плохой адгезии к поверхности детали . Решить проблему различий теплофизических свойств позволяет применение так называемых интегри - рованных комплексов , представляющих собой объединение разнородных веществ в виде еди - ной композиции в каждой частице порошка . Это стало возможным за счет создания либо плаки - рованных порошков путем получения на исход - ной матричной частице одного или нескольких слоев других материалов , либо за счет получе - ния порошковых материалов путем конгломе - рации ( конгломерирования ) тонкодисперсных исходных компонентов в более крупную части - цу [11, 12]. При получении интергальных ком - позиций особо важным является максимальный размер частиц , их форма , стабильность грануло - метрического и химического состава , поэтому многие исследователи уделяют особое внимание определению этих характеристик . Системати - ческие многолетние исследования позволили определить , что для этих целей наиболее при - емлемыми являются составы , кристаллизующи - еся с образованием эвтектических структур на основе никеля и / или кобальта , в которых за счет изменения содержания и концентрации легиру - ющих элементов высокие показатели защитных свойств сочетаются с уловлетворительной пла - стичностью [13,14]. Выполненные ранее ис - следования , в том числе проведенные натурные испытания , показали , что наилучшие резуль - таты были получены в случае применения раз - работанной интегральной композиции состава Ni-22Cr-16Al-1Y а [15–17]. Накопленный опыт показывает , что для плаз - менного напыления высокотемпературных по - крытий размер частиц интегральных комплексов должен соответствовать интервалу 20…80 мкм . Немаловажным моментом является способность порошков не создавать заторы в транспортных трубопроводах , равномерная подача их в плаз - менную струю и свободное перемещение с га - зовым потоком . Этого удается добиться при сфе - рической или близкой ей форме частиц [6, 11, 12]. Положительно зарекомендовал себя метод распылительной сушки , используемый для ин - тенсификации процессов сушки и гранулирова - ния материалов [19–21]. В зарубежной практике применяются различные варианты данного ме - тода в целях получения порошков для плазмен - ного напыления , например : Al 2 O 3 -Mo, W С -Co [22–25]. Цель работы – разработать технологическую схему получения порошков требуемого хими - ческого состава с заданной формой и размером частиц , предназначенного для напыления по - крытий . Методика исследований Авторами предложена принципиально новая технологическая схема получения композицион - ных порошков для напыления покрытий , вклю - чающая в себя несколько последовательных опе - раций ( рис . 1). Для распыления суспензий сконструирована и изготовлена установка , схема которой показа - на на рис . 2. Корпус камеры 1 установки имеет следующие размеры : диаметр 850 мм , высота 3000 мм . Такие размеры камеры обеспечивают полное высыхание порошка и предотвращают его прилипание к стенкам . Это дает возможность получать мелкие порошки по форме , близкой к сферической . Наличие верхнего 2 и нижнего 3 ввода распылителя 4 в камере позволяет вести процесс распыления суспензий в двух вариан - тах : « сверху - вниз » и « снизу - вверх ». По второму варианту время высыхания капли в потоке воз - духа существенно выше . Однако при этом про - исходит значительная турбулизация воздушно -