Зростаючі вимоги промисловості до якості покриттів, головним чи­ном до їх щільності та міцності зчеплення, призвели до створення ново­го типу обладнання для нанесення плазмових покриттів - напилення в динамічному вакуумі. У поєднані з використанням плазмотронів для отримання надзвукових струменів та попереднім підігріванням порошку це дозволяє отримати щільність покриттів 99% та міцність зчеплення 140 МПа.

Схема установки для напилення у динамічному вакуумі наведена на рис. 6.24.

До устаткування такого типу належить установка УН118 (рис. 6.25) для плазмового напилення у динамічному вакуумі. Вона призначена для плазмового нанесення покриття з металічних та керамічних порошків у розрідженій контрольованій атмосфері для захисту аерогазодинамічних профілів та інших поверхонь, що знаходяться під дією високотемпера­турних струмин і спрацьовування.

Установка складається з водоохолоджуваної вакуумної камери (1), в якій розташована платформа, що викочується з неї, з чотирьохпози - ційним столом і трьохкоординатним маніпулятором, на якому закріплено плазмотрон.

Установка має три типи плазмотронів потужністю ЗО, 60 та 100 кВт. Вакуумування камери відбувається блоком вакуумних насосів (2) і (3), що складається з 3-х агрегатів: 2ДНВ-500М, АДЗ-бЗД та АВЗ-2Д. Між камерою та блоком насосів встановлено масляний фільтр (10). Устано­вка має два джерела живлення УПС-301 (7) та ВПН-630 (8), два блоки автономного охолодження (5) та фреоновий холодильник (6) типу АВ - 30, два двобункерних живильника порошку (12), з шафами керування (16), два пульти керування (14) та (15), блок газопідготовки (13), блок контролю (19), дві шафи керування (18) та (20), стійку керування мані­пулятором (17) та камери сухого та мокрого (4) очищення аерозолів.

Рис. 6.24. Схема установки для плазмового напилення у динамічному вакуумі: 1 - виріб, що напилюється; 2 - подача води для охолодження; З - плазмотрон; 4 - подача порошку, що напилюється: 5 - подача плазмоутворюючих газів; 6 - блок електроживлення; 7 - робот; 8 - механізм кріплення і обертання деталі; 9 - водоохолодження вакуумної камери; 10-вакуумний насос; 11 - вакуумна засувка; 12-фільтр

Після встановлення виробів на чотирьохпозиційний стіл робота установки відбувається в автоматичному режимі: закриваються двері вакуумної камери, включається блок вакуумних насосів та відбувається вакуумування камери до 6,45 Па (5х10'2 ммрт. ст.), потім напускається інертний газ до тиску 5...20 мм рт. ст. При цьому тиску з використан­ням джерела живлення УПС-301 відбувається іонне очищення деталі. При нанесенні покриття з активних матеріалів перед іонним очищенням проводиться у відповідності з програмою багаторазова продувка камери інертним газом.

Після очищення деталь нагрівається до потрібної температури, під­вищується тиск напуском інертного газу до 6,45x103... 19,9x103 Па (50...150 мм pm. cm.) і проводиться напилення з використанням джере­ла живлення ВПН-630.

Плазмоутворюючими газами можуть бути аргон, азот, гелій, во­день.

Бункери живильників порошку мають нагріваючі пристрої, які до­зволяють підготувати порошок перед напиленням і підтримують необ­хідну температуру.

Після напилення знов знижується тиск до 6,45x10^,..2,58x103 Па (5...20 мм pm. cm.) та проводиться термообробка напиленого шару.

Технічні характеристики установки УН-118:

Розміри виробу, що напилюється, мм:

довжина..................................................................................... 700;

діаметр...................................................................................... 400;

Маса, кг............................................................................................... 80.

Продуктивність установки по напиленому самофлю - суючому сплаву (типу NiBCrSiFe), кг/год 0,1-18,0;

Робочий тиск у камері, Па............................................................... 6,4.9,81x104.

Час вакуумування до тиску в камері 6,4 Па (5x10'2 мм рт. ст.), хв, не більше 8.

Потужність плазмотронів, кВт, не більше.................................. 30, 60, 100.

Швидкість обертання виробу, с' —............................................... 0-1,66.

Швидкість переміщення плазмотрону, мм/с

вертикальна................................................................................ 1,44-72,0.

поздовжня.................................................................................... 0,36-18,0.

Коливання плазмотрону, град/с........................................................ 1,0-50,0.

Витрати газів при тиску 490 кПа, м3, не більше:

водню......................................................................................... 0,8;

азоту, гелію............................................................................... 6,0;

аргону........................................................................................ 7,0;

газу-носія порошку (Аг, N2).................................................... 3,0.

Місткість системи для дистильованої води, п............................ 500.

Тиск води, МПа, в межах:

дистильованої........................................................................ 0,1-0,8;

технічної................................................................................... 0,2-0,4.

Витрати дистильованої води у замкненій системі, м /год, не менше 2,0.

Витрати технічної води, м3/год...................................................... 8-10.

Напруга живильної трьохфазної мережі, В................................. 380.

Потужність, кВА, не більше............................................................. 330.

Площа, що використовується установкою, м2, не менше 100.

Маса, кг, не більше........................................................................... 12000.

Для нанесення покриття з великою міцністю зчеплення та пористіс­тю менше 1% на деталі складної форми створено програмований ком-

плекс УН-130 УХЛ4 “КВАРТ” для плазмового напилення у динамічному вакуумі (рис. 6,26).

Комплекс складається з п'яти основних модулів: вакуумного, плаз­мового, внутрішньокамерного устаткування, допоміжного обладнання та системи програмованого керування.

Рис. 6.26. Загальний вигляд комплексу УН-130 "КВАРТ” для плазмового напилення у динамічному вакуумі

Вакуумний модуль здійснює відкачування газів з вакуумної камери до 7 Па. подачу інертного газу та підтримання його тиску у межах, які вимагаються технологічним процесом, очистку газів від дисперсних час­ток перед форвакуумною станцією.

Плазмовий модуль забезпечує необхідну подачу робочих газів при очищенні деталей перенесеним розрядом, напиленні та термообробці, а також порошкових матеріалів при напиленні.

Внутрішньокамерне устаткування призначене для закріплення де­талей, їх обертання та коливання по визначеній програмі, для закріп­лення плазмотрону та переміщення його відносно деталі.

Допоміжне обладнання призначене для охолодження плазмотрону, вакуумної камери, маніпулятора, виробу та інших пристроїв, очищення газів від дисперсних часток при аерації вакуумної камери.

Система програмованого керування дозволяє проводити технологіч­ний процес обробки деталей у автоматичному режимі по визначеній програмі одношарового або багатошарового градієнтного покриття, ви­ключаючи вплив оператора на якість покриття.

Основні параметри процесу напилення региструються керуючою ЕОМ, обробляються статистично та фіксуються у паспорті, який роздру- ковується на кожний виріб.

Технічні характеристики комплексу такі:

продуктивність, кг/год................................................................ 0,1..15,0;

потужність плазмотронів, кВт................................................. ЗО...60;

витрати газів, м3/год:

аргон, азот....................................................................... 9;

гелій.................................................................................. 1,2;

габарити виробів, що напилюються, мм:

довжина............................................................................ 490;

діаметр.............................................................................. 570;

електрична потужність, що використовується, кВА.... 350;

площа, яка використовується комплексом, м2 .................... 150;

маса, кг......................................................................................... 200.

Комплекс може бути використаний у авіабудівельній промисловос­ті, транспортному та хімічному машинобудуванні та інших галузях на­родного господарства.

На базі установки для зварювання в контрольованій атмосфері розроблена установка для плазмового напилення у захисному середо­вищі УВПН-1. Вона має замкнутий цикл газопостачання та значні розмі­ри робочого простору.

Для зниження вмісту активних газів (кисню, азоту) у зоні нагрівання часток при формуванні покриття використовуються різні типи захисних насадок, які закріплюються на аноді плазмотрону.