Ini berbeda dari metode lain karena pemanasan dan peleburan bahan pelapis dan lapisan permukaan alas dilakukan dengan pancaran plasma.
Gambar - Skema permukaan plasma dengan injeksi bubuk ke dalam busur:
1 - elektroda tungsten; 2 - sumber listrik busur tidak langsung; 3 - nozel bagian dalam; 4 - pancaran plasma tidak langsung; 5 - nozel eksternal; 6 - pancaran plasma langsung; 7 - sumber tindakan langsung
Kawat permukaan, bubuk, atau, dalam metode gabungan, bubuk dan kawat disuplai ke zona permukaan (misalnya, untuk memulihkan suku cadang mobil yang aus di Pabrik Perbaikan Motor Vitebsk, 75...80% kawat Sv-08G2S dan 20...25% bubuk self-fluxing PG-SRU digunakan).
Argon digunakan sebagai gas pembentuk plasma. Menggantinya (hingga 90%) secara signifikan mengurangi biaya pemulihan suku cadang.
Plasmatron dapat berupa aksi langsung, tidak langsung, gabungan, busur tunggal dan multi, polaritas langsung dan terbalik.
Serbuk berbahan dasar besi paduan difusi yang dapat fluks sendiri, dikembangkan oleh sekolah ilmiah Prof. Panteleenko F.I. (BNTU). Mereka memungkinkan untuk mendapatkan lapisan yang diendapkan dengan kekerasan, keausan dan ketahanan korosi yang diperlukan (kekerasan berkisar antara 20 hingga 65 HRC, dan lebih banyak lagi).
Sekolah ini memiliki pengalaman signifikan dalam memulihkan suku cadang yang aus (poros, batang, spindel, selongsong pelindung, dll.) untuk industri tenaga panas, petrokimia, dan pulp dan kertas di negara-negara CIS.
Permukaan plasma adalah salah satu metode yang paling produktif, serbaguna dan ekonomis untuk mengaplikasikan pelapis dengan ketebalan mulai dari sepersepuluh hingga beberapa milimeter.
Keuntungan permukaan plasma dibandingkan metode lain:
- -kelonggaran minimum untuk pemesinan (0,4…0,9 mm)
- - kedalaman minimum penetrasi dasar (0,3…3,5 mm) dan zona terkena panas (3…6 mm)
- -masukan panas minimal ke alas
Permukaan plasma cocok untuk memulihkan bagian besar yang panjangnya panjang dan berdiameter lebih dari 20 mm yang terbuat dari baja karbon dan baja paduan (misalnya, poros engkol, poros pompa mesin kertas, dll.)
Pelapisan dilakukan dengan menggunakan instalasi permukaan plasma kecepatan tinggi (sumber listrik UPS-301, plasmatron SIB-4, arus 90...170A, tegangan 30...35V, umpan plasmatron melintang 1,5...2 mm/rev, jarak permukaan 8...10 mm).
Yang paling dapat diterima adalah bubuk self-fluxing paduan difusi berdasarkan PR-Steel 45 dengan komposisi granulometri 40...160 mikron. Konsumsi bubuk 35 g/menit, ketebalan lapisan yang diendapkan per lintasan 0,5...1,5 mm, kekerasan - diperlukan (kisaran 20...60 HRC).
Permukaan elektromagnetik atau MEU, terletak pada kenyataan bahwa bubuk feromagnetik dimasukkan ke dalam celah antara potongan kutub dan bagian tersebut, yang, di bawah pengaruh medan magnet, berbaris di celah tersebut dalam bentuk rantai. Medan listrik yang diterapkan pada potongan tiang dan bagian tersebut menyebabkan partikel memanas, meleleh, dan menempel pada permukaan yang dipulihkan.
Berbagai bubuk ferroalloy, baja, besi cor dan bubuk berbasis besi paduan difusi digunakan.
Lapisannya kasar dan spesifik (tebal hingga 0,6 mm), tetapi sangat efektif untuk memperkuat permukaan datar dan silinder pisau mesin pertanian dan memulihkan bagian-bagian dengan keausan rendah. Pekerjaan yang dimulai oleh para ilmuwan dari BSATU ke arah ini telah dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir di GGTU. PO Sukhoi dan BNTU.
Permukaan laser di mana sinar laser terkonsentrasi digunakan sebagai sumber panas. Laser memungkinkan Anda memadukan pelapis, melelehkan pelapis yang telah disemprotkan sebelumnya, atau pelapis yang diaplikasikan dalam bentuk slip. Lokalitas balok yang luar biasa dan kepadatan energi yang tinggi menentukan area penerapan utamanya dan efisiensi terbesar dalam memulihkan permukaan kecil (5...50 mm2) dengan keausan lokal 0,1...1,0 mm.
Paling sering, camshaft cam, chamfer katup, sumbu filter oli halus, dll. dipulihkan menggunakan pelapis laser.
Para ilmuwan dari Institut Fisikoteknik Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional Belarus dan BNTU telah mencapai keberhasilan yang signifikan dalam permukaan dan pengerasan laser.
Permukaan berkas elektron (EBF) terdiri dari peleburan bahan pengisi dengan berkas elektron. Dalam banyak hal, metode ini mirip dengan metode pelapisan laser (dalam hal lokalitas, efisiensi)
Dalam beberapa tahun terakhir, ilmuwan Rusia (Tomsk) dan sekolah Prof. Gruzdeva V.A. (PSU, Novopolotsk) kompleks berkas elektron yang sangat efisien berdasarkan sumber elektron plasma telah dibuat. Perawatannya mudah dan tidak memerlukan ruang hampa yang dalam. ELN 10...15 kali lebih produktif daripada permukaan induksi dan dapat diterapkan untuk permukaan material apa pun.
Permukaan induksi didasarkan pada penggunaan arus frekuensi tinggi untuk memanaskan bagian logam dan material yang diendapkan. Bagian dengan muatan yang diterapkan dimasukkan ke dalam induktor instalasi HDTV. HDTV yang melewati rangkaian induktor membangkitkan arus Foucault di lapisan permukaan bagian tersebut, yang memanaskan permukaan bagian tersebut. Permukaan yang dipanaskan memanas dan melelehkan muatan yang lebih dapat melebur, membentuk lapisan.
Muatan (bubuk permukaan dan fluks) mungkin tidak termasuk fluks jika bubuk tersebut dapat mengalami fluks sendiri.
Perlu dicatat bahwa penggunaan bubuk self-fluxing yang murah, termasuk kabel berinti fluks pelindung diri yang dikembangkan di BNTU, memungkinkan untuk menghilangkan penggunaan gas pelindung yang mahal dalam banyak metode permukaan dan dengan demikian secara signifikan mengurangi biaya teknologi. untuk menerapkan lapisan pelindung.
Para ilmuwan dari Institut Gabungan Teknik Mesin dari Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional Belarus (JIM NAS dari Belarus) telah mencapai keberhasilan yang signifikan dalam mengembangkan teknologi permukaan induksi untuk industri Belarus.
Pengelasan kontak listrik terdiri dari kawat pengikat, bedak, pita dengan pulsa arus kuat (7...30 kA) sambil memberikan tekanan (1000...1600 N). Dalam hal ini, bahan dasar dan pelapis yang diterapkan (bubuk, pita perekat) dilebur pada batasnya pada titik hambatan listrik maksimum (Gbr. 2.5).
Keuntungan pengelasan kontak listrik dibandingkan metode permukaan busur adalah:
- - produktivitas lebih tinggi (2…3 kali).
- - konsumsi bahan yang lebih rendah (3…4 kali lipat) karena berkurangnya kerugian akibat percikan dan minimal tunjangan untuk pemesinan
- -masukan panas minimal ke alas dan tidak adanya deformasi
- - tidak ada pemborosan unsur paduan
- - kesederhanaan dan ekonomi
Gambar 2.5 - Skema pengelasan kontak listrik pada pita:
1 dan 3 - rol; 2 - bagian yang akan dipulihkan; 4 - transformator; 5_ kontaktor
Metode ini efektif untuk memulihkan jurnal poros, permukaan silinder yang dibebani lainnya, lubang pada liner dan blok silinder dan sedang dikembangkan di Institut Teknik Mesin dari Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional Belarus.
Permukaan plasma adalah metode modern untuk mengaplikasikan lapisan tahan aus pada permukaan kerja. Ini digunakan dalam produksi dan pemulihan bagian-bagian mesin yang aus. Metode ini telah mengambil tempat penting dalam teknologi pengelasan modern.
Di mana teknologi ini digunakan?
Ini digunakan untuk memberikan permukaan kerja dengan sifat-sifat berikut:
- anti gesekan;
- tahan panas;
- tahan asam;
- tahan korosi;
- ketahanan aus.
Dengan menggunakan permukaan plasma, berbagai produk diperoleh:
- gigi untuk ember ekskavator;
- sisipan bantalan untuk generator turbo besar;;
- piston;
- bantalan, dll.
Dalam struktur logam yang dihasilkan melalui peleburan, diperoleh sambungan las dari logam yang berbeda. Karakteristik produk tersebut secara langsung bergantung pada kedalaman penetrasi basa dan pergerakan elemen dari logam dasar ke dalam komposisi permukaan. Dengan hubungan seperti itu, terbentuklah fasa-fasa baru dan struktur-struktur penyusun yang tidak terdapat pada bahan dasar dan bahan tambahan.
Memproduksi produk berkekuatan tinggi adalah proses yang mahal. Oleh karena itu, menguntungkan secara finansial untuk memproduksinya dari logam yang cukup tahan lama, dan kemudian menerapkan lapisan pelindung.
Inti dari aplikasi
Ini tidak rumit sama sekali. Untuk pelapisan, digunakan bahan kawat atau bubuk halus dalam butiran. Ketika memasuki aliran plasma, ia memanas dan kemudian meleleh. Dalam keadaan ini, bahan pelindung disuplai ke bagian tersebut. Bersamaan dengan proses ini, bagian itu sendiri terus dipanaskan.
Keuntungan dari teknologi ini:
- Aliran plasma memungkinkan penggunaan material yang berbeda parameternya. Ini bisa dilakukan dalam beberapa lapisan. Dengan demikian, logam ditutupi dengan lapisan berbeda dengan fitur pelindung tersendiri.
- Batasan luas untuk mengatur kemampuan energi busur plasma, karena merupakan sumber panas paling fleksibel.
- Aliran plasma memiliki suhu yang sangat tinggi, sehingga melelehkan bahan tahan api.
- Bentuk dan dimensi bagian peleburan tidak mengurangi karakteristik teknis metode ini. Selain itu, indikator hasil tidak berkurang.
Jika kita membandingkan teknologi ini dengan pengelasan busur listrik, maka permukaan plasma memiliki keunggulan yang signifikan:
- Logam dicampur seminimal mungkin.
- Biaya panas minimum.
- Kontrol busur mutlak.
- Lapisan yang dihasilkan halus dengan sedikit proses mekanis.
- Kebersihan lapisan yang diendapkan.
- Cakupan penuh tanpa pori-pori.
- Kekuatan sendi yang tinggi.
Teknologi metode dan fitur-fiturnya
Permukaan logam menurut teknologi yang dijelaskan dilakukan dengan menggunakan dua metode:
- Sebuah kawat, selotip, atau batang dimasukkan ke dalam aliran (itu adalah bahan pengisi).
- Campuran bubuk dimasukkan ke dalam aliran. Itu dipindahkan ke permukaan logam oleh gas.
Jet plasma dibagi menjadi beberapa tipe berikut menurut tata letaknya:
- tertutup;
- membuka;
- opsi gabungan.
Gas-gas berikut digunakan untuk membuat api:
- oksigen;
- hidrogen;
- argon;
- helium.
Para profesional lebih menyukai argon dan helium.
Instalasi untuk permukaan jenis ini
Untuk proses ini, berbagai instalasi digunakan, jenisnya tergantung pada volume produksi dan persyaratan tingkat otomatisasi. Sesuai dengan kebutuhan tersebut, dibuatlah instalasi universal dan khusus. Peralatan universal memungkinkan permukaan pada bagian-bagian dengan bentuk berbeda. Instalasi khusus dirancang untuk bagian-bagian dari jenis yang sama (misalnya: katup untuk mesin pembakaran internal, untuk cakram, elemen sambungan pipa bor, dan sebagainya).
Semua instalasi ini dilengkapi dengan sistem kendali terkini menggunakan komputer industri. Hal ini secara signifikan meningkatkan kualitas, stabilitas dan keandalan operasi.
Setiap instalasi memenuhi persyaratan keselamatan lingkungan modern. Mereka dilengkapi dengan unit pendingin air otonom dan ruang perlindungan. Ruang ini dengan sempurna melindungi pengrajin dari efek berbahaya radiasi busur plasma serta dari gas dan debu yang dilepaskan selama permukaan.
Permukaan plasma telah memantapkan dirinya sebagai teknologi baru yang sukses dengan indikator kualitas tinggi. Ini mengurangi biaya perbaikan unit besar. Setelah perawatan, permukaan kerja produk menjadi tahan aus, tahan panas, dan tahan asam. Metode ini, karena karakteristik teknisnya yang luas, telah diterapkan secara luas di berbagai bidang.
Di perusahaan LLC perdagangan hidroteknologi» permukaan dan penyemprotan plasma dilakukan untuk memulihkan dan memperbaiki bagian-bagian mesin yang aus, mengeraskan permukaan bagian-bagian yang beroperasi di bawah beban tinggi. Metode ini memungkinkan Anda mendapatkan lapisan pelapis yang tipis dan seragam dengan permukaan bebas pori yang tidak memerlukan pemrosesan tambahan.
Permukaan plasma logam memungkinkan untuk memberikan ketahanan aus, tahan panas, tahan asam, konduktivitas termal, dan sejumlah sifat tambahan lainnya pada permukaan kerja produk. Dengan menggunakan permukaan, spesialis pusat teknis kami memproduksi berbagai produk dan suku cadang: poros, gigi bucket ekskavator, piston, batang, bantalan, dll.
Jenis permukaan plasma
Tergantung pada tata letaknya, jenis permukaan plasma berikut dibedakan:
- jet plasma terbuka (untuk pemotongan dan pelapisan logam);
- jet plasma tertutup (untuk pengerasan, metalisasi dan penyemprotan bubuk);
- jet gabungan (untuk permukaan bubuk).
Spesialis " perdagangan hidroteknologi» melakukan permukaan plasma dengan berbagai cara, menggunakan teknologi dan peralatan modern. Salah satu metode yang paling umum adalah pelapisan bubuk plasma, yang memungkinkan penerapan lapisan bubuk dengan ketebalan 0,5 hingga 4,0 milimeter. Saat menggunakan metode ini, terjadi pembakaran busur utama antara produk dan elektroda dan pembakaran busur tidak langsung antara elektroda dan nosel pembentuk plasma.
Jika perlu, permukaan busur plasma dapat dilakukan. Keunggulannya adalah memungkinkan permukaan material komposit, sedangkan penerapan pelapisan dilakukan selangkah demi selangkah.
Busur transfer plasma (PTA)
Plasma adalah gas yang sangat terionisasi, dipanaskan hingga suhu tinggi, mencapai suhu +10...18 ribu C. Semburan plasma dibentuk dalam pembakar khusus - plasmatron. Katoda adalah elektroda tungsten yang tidak meleleh. Semburan gas plasma dengan kecepatan aliran hingga 15.000 m/detik menangkap dan mengantarkan bubuk ke permukaan bagian tersebut.
Keuntungan dari permukaan bubuk plasma:
- Konsentrasi daya panas yang tinggi.
- Lebar minimum zona yang terkena dampak panas, tanpa tali.
- Ketebalan lapisan yang diendapkan berkisar dari 0,1 mm hingga beberapa mm.
- Melapisi berbagai bahan tahan aus pada bagian baja.
- Pengerasan plasma pada permukaan produk.
- Pencampuran kecil bahan yang diendapkan dengan alas.
JSC "Plakart" memiliki pengalaman signifikan dalam solusi permukaan bubuk plasma. Metode penerapan lapisan tahan aus ini memastikan kualitas tinggi dan keseragaman logam yang diendapkan.
Aplikasi:
- Perlindungan terhadap korosi dan keausan bagian katup penutup dan penutup serta katup kontrol: katup untuk industri pembuatan kapal dan kimia, katup energi, katup minyak dan gas. Pengoperasian bagian katup penutup yang dilas tanpa masalah selama lebih dari 10 tahun. Perlengkapan tahan aus (tempat duduk, gerbang, batang) untuk industri pertambangan.
- Penguatan bagian dengan beban berat (cincin leher dan katup, dll.) dengan lapisan tahan aus
Setelah permukaan bubuk plasma, suku cadang tahan terhadap pengaruh lingkungan kimia yang agresif, suhu tinggi, dan mempertahankan karakteristik kekuatan tinggi.