Разработка технологии фрикционного нагрева поверхности детали перед газотермическим напылением покрытия

Abstract

Разработана концепция технологии локального фрикционного нагрева поверхности деталей перед газотермическим напылением, основанная на преобразовании механической энергии трения в тепловую непосредственно в зоне последующего формирования покрытия. Метод разогревает только зону напыления, не перегревая всю деталь, что минимизирует термические деформации и изменения структуры основного металла. Метод обеспечивает термическую активацию поверхности, так нагрев способствует десорбции газов и влаги, а также ускоряет диффузионные процессы при контакте напыляемых частиц с подложкой. В результате фрикционной обработки создается необходимая шероховатость для механического сцепления частиц покрытия с основой. Фрикционный нагрев обеспечивает локальный нагрев до 500 °C за 8–12 с, что в 5 раз быстрее традиционных методов. Адгезионная прочность увеличивается на 30% благодаря формированию ювенильных поверхностей и термической активации. Анализ результатов исследований показал, что наибольшее влияние на температуру поверхности оказывают частота вращения ролика и сила прижатия, тогда как подача может использоваться как эффективный инструмент оперативного регулирования теплового режима. Предложены рекомендации по выбору технологических параметров процесса и последовательности выполнения операций подготовки поверхности перед газотермическим напылением.