Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 138 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП электроизоляционными свойствами, производятся из природного, экологически чистого сырья. Поэтому базальтовые волокна перспективны для применения в промышленности, строительстве, энергетике. Однако использование базальта для производства волокон – лишь одно из направлений применения ба- зальта. Кроме того, развиваются и отрасли базальто- вого литья, производства газо-базальтовых изделий (газобазальтовые блоки), базальтовой нити, ваты и др. К перспективным стоит отнести и применение базальтового сырья в качестве порошка (как в чистом виде, так и в составе композита) для напыления за- щитных покрытий. Целью настоящей работы является исследование химического состава, структуры и некоторых свойств базальтового покрытия, нанесенного детонационно- газовым методом. Методика проведения исследований Процесс нанесения базальтового покрытия детонационно-газовым методом Для напыления покрытий использовалась уста- новка детонационного напыления «Катунь-М». Перед напылением покрытия необходимо пройти ряд подготови- тельных этапов. На первом этапе базальтовая крошка была перемо- лота в планетарной шаровой мель- нице АГО-2С, механоактивирована и просеяна на 3 фракции (< 63 мкм, 63...100 мкм, 100...200 мкм). Затем полученный порошок подвергли сушке в течение 1,5 часов при тем- пературе 200 о С. На следующем этапе поверхность детали, представ- ляющая собой стальную пластину марки Ст3 размером 50×40 мм, для очищения от загрязнения, коррозии, влаги, а также ее активации подверглась пескоструйной обработке. Непосредственно перед напылением была произ- ведена настройка дозирующего устройства. Для до- стижения необходимой толщины покрытия в 100 мкм масса навески базальтового порошка должна была составлять 30...40 мг за один выстрел. В ствол установки подавалась взрывчатая смесь, состоящая из пропан-бутана и кислорода. Одновре- менно с этим транспортирующим сжатым воздухом в канал ствола подавался базальтовый порошок из игольчатого дозатора. Газопорошковая смесь поджи- галась искрой свечи воспламенителя. Базальтовый порошок в стволе разгонялся продуктами детонации и наносился на подложку напыляемой стальной пла- стины. Процесс повторялся до тех пор, пока не фор- мировалось покрытие необходимой толщины. Химический состав порошка и покрытия Для исследований химического состава был ис- пользован базальтовый порошок. Эксперимент был проведен с помощью растрового электронного ми- кроскопа Carl Zeiss EVO 50 с приставкой для энер- годисперсионного химического анализа EDS «INCA X-ACT» производства фирмы «Oxford Instruments». Рис. 2. Базальтовое покрытие. Спектр 1 – Область исследования химического состава Рис. 1. Частичка базальтового по- рошка. Спектр 1 – область иссле- дования химического состава Т а б л и ц а 1 Химический анализ содержащихся элементов в частичке базальтового порошка Элемент Весовой, % Атомный, % O 55,53 71,34 Mg 7,88 6,66 Al 7,06 5,38 Si 16,63 12,17 Ca 4,74 2,43 Fe 8,22 3,03 При исследовании частички порошка (рис. 1) хими- ческий анализ показал содержание элементов, кото- рое представлено в табл. 1. Все эти компоненты находятся в виде соединений друг с другом (наиболее вероятно, что это оксиды, диоксиды). Исследования химического состава по- крытия на основе этого ба- зальтового порошка (рис. 2) области «Спектр 1» пока- зал наличие элементов в соотношении, указанном в табл. 2. Наличие таких эле- ментов, как Na, Тi, K, ука- зывает на то, что при иссле- довании частицы порошка Т а б л и ц а 2 Химический состав базальтового покрытия Элемент Весовой, % Атомарный, % O 52,26 68,28 Na 1,20 1,09 Mg 6,08 5,23 Al 7,27 5,63 Si 17,27 12,86 K 0,41 0,22 Ca 5,68 2,96 Ti 0,79 0,35 Fe 9,04 3,38