Размеры деталей должны быть уменьшены на толщину напыляе­мых покрытий, которую выбирают, руководствуясь рекомендациями, приведенными в работе [24]. Участок поверхности изделия, подлежа­щий напылению, должен иметь плавные переходы к примыкающим поверхностям либо соответствующую конфигурацию [24]. Покрытия на пазы и глухие отверстия следует наносить при отношении ширины или диаметра отверстия к его глубине не менее 2 мм.

Степень очистки поверхности деталей от загрязнения во многом определяет качество нанесенных покрытий. Наличие на поверхности грязи, оксидных пленок, масла, уменьшается прочность сцепления покрытия с металлом детали, и это может послужить причиной неис­правимого брака. Особое внимание уделяют восстанавливаемым де­талям, имеющим почвенные загрязнения, остатки топливно-смазочных материалов, продукты коррозии и др. Очистку производят различными способами: механическим, струйным, погружением, циркуляционным, комбинированным и др.

При подготовке поверхность обезжиривают органическими рас­творителями, моющими составами, щелочными растворами и эмульси­ями по ГОСТ 9-402-80, затем промывают водой. После этого детали сушат в сушильном шкафу при температуре 60-150 °С или обдувают сжатым воздухом.

В отдельных случаях применяют обезжиривание с помощью проти­рочного материала, смоченного уайт-спиритом или бензином, с соблю­дением соответствующих правил промсанитарии и противопожарной безопасности. Детали, содержащие глубокие пазы, масляные каналы и другие места, затрудняющие удаление загрязнений, кроме поверхност­ного обезжиривания подвергают нагреву в печи при температуре 220-340 °С в течение 2-3 ч для выгорания масла.

Предварительная обработка деталей перед напылением включает также активацию поверхности, которая состоит в создании определен­ной шероховатости, влияющей на прочность сцепления посредством изменения интенсивности физико-химического взаимодействия контак­тирующих материалов [24, 33]. Механическое сцепление напыляемых частиц с основой происходит за счет их растекания и заклинивания. Поэтому прочность сцепления во многом определяется параметрами шероховатости поверхности (Ra — среднеарифметическое отклонение профиля микрорельефа; Rz — высота неровностей микрорельефа).

Установлено, что прочность сцепления покрытия при различных способах предварительной обработки основы изменяется. Деформиро­вание и растекание напыляемых частиц на шероховатой поверхности зависит от топографии поверхности и, прежде всего, от шага неровно­стей. Если впадина слишком узкая, то напыляемая частица будет за­текать в смежную впадину. При слишком широкой впадине малые напыляемые частицы могут не заклиниваться в ней и разбрызгиваться. Покрытие формируется преимущественно в канавках. На выступах образуется слой относительно меньшей толщины.

Активацию поверхности осуществляют различными способами. Однако наиболее распространены пневмоструйная обработка и на­резание рваной резьбы. При пневмоструйной обработке происходит преобразование энергии сжатого воздуха в кинетическую энергию металлической дроби или абразива. Струя дроби или абразива характе­ризуется скоростью и углом рассеивания. Пространственный угол рас­сеивания струи дроби при выходе из сопла дробеструйного аппарата является постоянной величиной, составляющей 28-30° [34]. Скорость дроби зависит от скорости энергоносителя (сжатого воздуха), длины разгонного участка сопла, размеров, формы и массы дроби.

Значения предельных скоростей полета дроби при рабочем давлении в сети 0,6 МПа и температуре воздуха +20 °С приведены в табл. 9 [34].

При прочих равных условиях дробь с меньшей массой имеет боль­шую начальную скорость, равно как и дробь с большим поперечным сечением. При одинаковых значениях давления сжатого воздуха и твер­дости поверхности ее микропрофиль является функцией вида и разме­ра применяемой дроби. Степень воздействия дробинки или любой другой частицы абразива на поверхность зависит от скорости ее полета и массы.

Параметры технологического процесса пневмоструйной обработки зависят от физико-механических свойств абразива, давления сжатого воздуха, скорости его истечения из сопла, расстояния до обрабатыва­емой поверхности, а также от физико-механических свойств обрабаты­ваемого материала.

При контакте абразивных зерен с обрабатываемой поверхностью часть их врезается в металл, снимая стружку, вторая— скользит по поверхности, а третья часть зерен, попадая на металлическую поверх­ность, выдавливает металл в стороны.

На параметры процесса струйно-абразивной обработки влияет концентрация абразивно-воздушной смеси, т. е. отношение массы воз­духа, проходящего через сопло в единицу времени, к массе абразива, выбрасываемого соплом за этот период. Концентрация абразивной смеси зависит от зернистости и марки абразива, ее значение может колебаться в пределах 0,8-4,0 кг/кг. Наибольший удельный съем металла получают при высоких концентрациях абразива в струе. Одна­ко большая насыщенность абразивного потока ведет к увеличению изнашивания абразива.

Обычно в качестве абразивных материалов при плазменном напыле­нии используют электрокорунд зернистостью 80-150 по ГОСТ 3647-80 или металлическую дробь ДЧК, ДСК №01,02, 03, 05 по ГОСТ 11964-81Е.

Интенсивность изнашивания зерен зависит от свойств абразива и обрабатываемой поверхности. Стойкость абразива определяют количе­ством циклов использования абразивного материала до полной его не­пригодности. Абразив из стальной рубленой проволоки выдерживает до 5000 циклов. Дробь ДЧК после 150 циклов становится непригодной для дальнейшего использования. Абразив из электрокорунда может быть использован до 30 раз.

Металлическую дробь применяют для обработки материалов с твердостью до 50 HRC3. Она не пригодна для подготовки поверхности под напыление жаростойких и коррозионно-стойких покрытий, а также для деталей, изготовленных из цветных металлов и сплавов.

Детали, подвергаемые струйно-абразивной обработке, должны иметь комнатную температуру. Шероховатость поверхности после об­работки должна быть Rz=10...60 мкм в зависимости от материала дета­ли. Участки поверхности детали, не подлежащие напылению, должны быть защищены экранами или другими приспособлениями. Зона обра­ботки должна быть на 5±2 мм больше зоны напыления. При толщине стенки детали менее 0,5 мм необходимо применять специальные при­способления и соблюдать меры предосторожности, исключающие чрезмерное снятие материала детали и ее коробление. После абразив­но-струйной обработки деталь обдувают сжатым воздухом для удале­ния частиц абразива. Угол атаки струи абразива (угол между осью струи абразива и плоскостью очистки) изменяют от 30 до 90°. Для очи­стки поверхности мягких материалов рекомендуют меньшие значения угла, а для очистки поверхности более твердых — большие.

При давлении воздуха 0,34),6 МПа расстояние от среза сопла струйно-абразивного пистолета до обрабатываемой поверхности составляет 80-200 мм. Большие значения рекомендуют для мягких поверхностей, меньшие — для более твердых. Обрабатываемая по­верхность должна быть матовой, серого цвета без блестящих участков.

Перерыв между струйно-абразивной обработкой и нанесением покрытий не должен превышать 2-4 ч, а при напылении быстроокисля - ющихся поверхностей, например алюминия, — не более 1 ч. Детали по­сле струйно-абразивной обработки перемещают в хлопчатобумажных перчатках или чистым инструментом.

При подготовке поверхности деталей типа тел вращения под нане­сение покрытий значительной толщины (более 0,5 мм) часто использу­ют нарезание рваной резьбы. Такой способ подготовки поверхности обеспечивает высокую прочность сцепления при сдвиге покрытия с по­верхности детали. Резьбу нарезают обычным резьбовым резцом с верхним углом 55-60°. Высота угла имеет радиус закругления 0,3-0,5 мм. Угол резания 80°, а передний угол резца отрицателен или равен нулю. Резец устанавливают в резцедержателе с вылетом 100-150 мм. Необходимую шероховатость получают за счет смещения режущей кромки резца ниже оси детали.

Вибрация резца вызывает дробление металла на обрабатываемой поверхности, что приводит к шероховатости. Шаг рваной резьбы выби­рают в зависимости от диаметра обрабатываемой детали: при диамет­ре до 20 мм — 0,5 мм; 25-50 мм — 0,8-1,0 мм; 60-100 мм — 1,5 мм. При нарезке нельзя применять охлаждающие жидкости. Рваную резь­бу нарезают за один проход. Параметры рваной резьбы подбирают экспериментальным путем для каждого материала и толщины напыля­емого покрытия.

Существуют и другие способы механической обработки поверхно­сти перед напылением деталей [24].