Последующая обработка напыленных изделий

Структура покрытия, полученного после напыления, в значительной степени пористая. Для покрытий одного назначения пористость является полезным свойством, а для других она нежелательна, поэтому необходимо принять меры по ее ликвидации. Одним из таких спосо­бов является нанесение слоя краски на поверхность покрытия. Применяется также способ заполнения пор за счет пропитки покрытия специальными составами, а покрытия, напыленные самофлюсующимися сплава­ми, оплавляют после их нанесения. Для улучшения механических свойств и термостойкости покрытий их нередко подвергают последующей термообработке.

Окраску покрытий осуществляют в основном для того, чтобы повысить антикоррозионную стойкость по­крытий, наносимых на черные металлы. Проникнове­ние красителя внутрь пор способствует упрочнению напыленного покрытия, при этом повышается стой­кость красителя.

При окраске для блокировки пустот и трещин внутри покрытия высокого эффекта достигают при ис­пользовании растворов красителей с низкой вязкостью. При нанесении таких растворов на поверхность по­крытия они легко проникают вглубь за счет капилляр­ного эффекта. Поэтому предпочтение следует отдавать красителям, которые при низкой вязкости отличаются высоким содержанием твердых фракций. Быстро высы­хающие краски использовать не рекомендуется, так как они не могут глубоко проникать внутрь покрытий.

Для окраски напыленных покрытий используют хлорвиниловые, эпоксидные, фенольные и другие красители, выбирать которые необходимо тщательно, поскольку ошибки могут привести к непредвиденным последствиям.

При обработке напыленных покрытий для повыше­ния их жаростойкости путем пропитки пор используют кремнийорганичсские соединения. В состав средст­ва для пропитки пор входят следующие компоненты: 5 % алюминиевого порошка, 15 % кремнийорганической смолы и 80 % растворителя. В качестве растворителей используют спирты, ароматические углеводороды или эфиры.

Для пропитки пор керамических покрытий в случае использования их при низких температурах применя­ют воск и жидкие фенольные смолы, а при аналогич­ной обработке покрытий, предназначенных для работы при температуре 373—563 К, — эпоксидные и фенольные смолы. Покрытия, пропитанные силиконовыми смолами, выдерживают ускоренные коррозионные ис­пытания в атмосфере, заполненной парами соленой воды, при 753 К.

Резко повысить механические характеристики по­крытий можно в результате заполнения несплошностей металлом или сплавом. При этом открытая по­ристость сокращается практически до нуля. Металлы и сплавы (припои), используемые для заполнения не­сплошностей, должны обладать достаточной прочно­стью и пластичностью, хорошо смачивать материал покрытия и активно с ним не взаимодействовать.

После плазменного напыления покрытий из туго­плавких оксидов их пропитывают раствором хромистой или фосфорной кислоты, которые при нагревании пе­реходят в оксиды. Подложку с пропитанным по­крытием сушат при температуре, не превышающей температуру стеклования оксидного покрытия, но доста­точной для образования оксидов из растворов, до тех пор, пока покрытие не приобретает высокую прочно­сть. Пропитку и сушку с последующим затвердевани­ем повторяют до получения необходимой твердости и плотности покрытия. Этот способ применяют для на­несения жаростойких покрытий на керамические и металлические (нержавею­щая сталь, титановые, никелевые сплавы и др.) мате­риалы.

Для повышения износостойкости узлов трения газо­термические покрытия пропитывают маслом. В ванну с маслом, нагретым до 353—373 К, погружают деталь и выдерживают ее 5—10 ч в зависимости от условий работы детали.

После напыления размер изделий со слоем покры­тия не имеет достаточной точности, а поверхность получается неровной и относительно шероховатой. По­этому при напылении дают обычно припуск на после­дующую механическую обработку. Пропитку пор же­лательно проводить до механической обработки покрытия, чтобы исключить попадание в поры загряз­нений: охлаждающей жидкости, мелкой стружки и т. п.

Напыленные газотермические покрытия обрабатыва­ют шлифованием, точением, фрезерованием, строганием, сверлением[40]. Общим для этих видов обработки яв­ляется то, что покрытие не подвергается нагружению на растяжение, изгиб, отрыв.

При выборе способа и режимов механической обра­ботки газотермических покрытий следует учитывать специфику их строения, структуру, материал, а также требуемые точность и шероховатость обрабатываемой поверхности. Напыленное покрытие характеризуется наличием границ раздела между отдельными частица­ми, слоями и основой, а также остаточными напряже­ниями. Неправильный выбор метода и режимов обра­ботки может привести к выкрашиванию отдельных частиц или отслаиванию покрытия.

При обработке резанием необходимо срезать части­цы без их выкрашивания из покрытия. Точением и фрезерованием обычно обрабатывают относительно пластичные покрытия из малоуглеродистой стали, алюминия, меди и их сплавов, а также из самофлю­сующихся сплавов твердостью до 40—45 HRC. Имеют­ся сведения о точении покрытий из самофлюсующихся сплавов твердостью до 60 HRC. Для этого ис­пользуют инструмент из карбонитрида бора типа ком­позит 10 и киборит. Следует учитывать, что подтеки оплавленного покрытия вызывают ударные нагрузки на режущий инструмент и могут привести к его раз­рушению.

Покрытия из углеродистых, высоколегированных, нержавеющих сталей, самофлюсующихся сплавов твер­достью выше 45 HRC обрабатывают шлифованием. При этом необходимо чаще, чем обычно, проводить правку шлифовального круга из-за его засаливания и неравномерного износа. Для уменьшения засаливания, особенно при черновом шлифовании, необходимо ис­пользовать крупнозернистые круги на мягкой связке.

Керамические покрытия подвергают шлифованию и прецизионной обработке. При этом используют шлифовальные круги умеренной твердости, изготовлен­ные из карбида кремния с размером частиц 175 мкм на резиновой связке. Иногда используют круги из бо­лее мелкого карбида кремния с размером частиц 1,75—49 мкм или алмазно-керамические. Во избежание нагрева покрытия шлифование осуществляют мокрым способом при ограниченной скорости вращения круга.

Чистовое шлифование осуществляют алмазными кругами, изготовленными из крупнозернистого (175, 147 и 125 мкм), среднезернистого (104—62 мкм) и мелкозернистого (50—14 мкм) сырья с резиновой связ­кой. При мокром шлифовании используют охлаждаю­щую воду с добавлением 2 % ингибитора коррозии.

Шлифование алмазными кругами зернистостью 147—27 мкм осуществляют при глубине резания 2,5—12,5 мкм в условиях подачи круга при поперечных колебаниях с амплитудой 1—2 мм. Окружная скорость круга составляет 5—33 м/с. Особо чистую отделку по­верхностей (шероховатость не более 0,2 мкм) осущест­вляют притиркой с помощью пасты.

Оптимальные условия для получения поверхности с минимальным вырывом частиц: применение чугунных притиров; использование мелкодисперсных алмазных порошков; низкая скорость и высокое давление при­тирки; низкая вязкость смазки. При их несоблюдении возрастает вероятность проскальзывания алмазных зе­рен и вырывания частиц материала покрытия.

Лучшие результаты притирки обеспечиваются при давлении 0,14—0,175 МПа. Более высокое давление при­водит к царапанью поверхности. Иногда для предупреж­дения деформации детали снижают давление притирки. Скорость движения притира при обработке газотермиче­ских покрытий составляет 30,5—91,5 м/мин.

Количество алмазов, используемых в процессе при­тирки, необходимо строго регулировать. Чрезмерное их количество в зоне обработки может привести к плохой отделке поверхности.

Контроль качества напыленных покрытий выполняют для выявления возможных дефектов. К ним относятся отслоение или вздутие покрытия из-за его плохой адге­зии к основному металлу, трещины, сплошная пори­стость, низкая твердость и неоднородность структуры. При возникновении в покрытии дефектов необходимо проводить вторичное напыление, для этого покрытие с дефектных участков полностью удаляют вплоть до по­верхности основного металла и проводят полный цикл обработки, включая очистку поверхности и предвари­тельную ее обработку для придания шероховатости. Участки реставрации должны быть нагреты газовым пламенем до температуры не ниже 813 К.

После окончания реставрации проводят нагрев по всей поверхности покрытия для выравнивания темпе­ратуры, а затем изделие медленно охлаждают. При невозможности удаления старого покрытия путем простого соскабливания прибегают к механической об­работке или химическому травлению погружением в агрессивную среду после наложения защитных масок на участки, не подлежащие удалению покрытия.

Глава 7

Дата добавления: 2015-05-06