Технология плазменного напыления APS тонкослойных покрытий
APS (Atmospheric Plasma Spraying) — это технология термического напыления покрытий, выполняемая в условиях открытой атмосферы. Процесс используется для защиты деталей от износа, коррозии и высоких температур.
Принцип работы технологии
- Создание плазмы: Между катодом и анодом внутри горелки зажигается электрическая дуга.
- Подача газа: Через дугу пропускают газы (аргон, водород, азот или гелий).
- Ионизация: Газ превращается в высокотемпературную плазму (до 15 000 °C).
- Ввод материала: В плазменную струю подается порошок покрытия.
- Плавление: Частицы порошка мгновенно плавятся и ускоряются струей газа.
- Формирование слоя: Расплавленные частицы ударяются о подложку, сплющиваются и застывают.
Преимущества APS
- Универсальность материалов: Плавит любые тугоплавкие материалы, включая керамику.
- Высокая температура: Легко обрабатывает оксиды кремния, циркония и хрома.
- Минимальный нагрев основы: Сама деталь редко нагревается выше 150 °C.
- Отсутствие деформаций: Низкий нагрев исключает термические поводки детали.
- Регулировка толщины: Позволяет наносить слои от десятков микрон до нескольких миллиметров.
Недостатки и ограничения
- Пористость: Готовое покрытие имеет пористость в пределах 1–5%.
- Окисление: Работа в атмосфере приводит к частичному окислению металлов.
- Адгезия: Связь с основой преимущественно механическая, уступает вакуумным методам.
- Шум и излучение: Процесс требует мощной звукоизоляции и защиты от УФ-лучей.
Области применения
- Авиация: Нанесение термобарьерных покрытий (TBC) на лопатки турбин.
- Медицина: Напыление биосовместимого гидроксиапатита на имплантаты.
- Автопром: Защита поршневых колец и деталей выхлопной системы.
- Энергетика: Изоляция узлов, работающих в агрессивных средах.