автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.04, диссертация на тему:Формирование плазменных покрытий компактными струями в производстве летательных аппаратов

АМЕЛЬЧЕНКО Николай Александрович

РГ6 од

О 9 Ф58 joqg На правах рукописи

ФОРМИРОВАНИЕ ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ КОМПАКТНЫМИ СТРУЯМИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Специальность 05.07.04 - Технология производства

летательных аппаратов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск-1997

Работа выполнена в Сибирской аэрокосмической академии им.

академика М.Ф. Решетнева.

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор Рогожин В.М. кандидат технических наук, профессор Бобров Г.В.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Стацура В.В.

кандидат технических наук, доцент Прошкин А.В.

Ведущая организация:

' НПО "Прикладная механика"

Защита диссертации состоится "_декабря 1997 г.

в 10_часов на заседании специализированного Совета К 064.46.02 пр

Сибирской аэрокосмической академии по адресу: 660014, г. Красноярск, пр. т газеты "Красноярский рабочий", 31, САА.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, проси направлять по адресу: 660014. г. Красноярск, а / я 486. Ученый Совет САА. Факс: (8-391 2) 334709.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирской аэрокос мической академии

Автореферат разослан " $0" ноября 1997 г.

Ученый секретарь специализированно Совета к.т.н., доцент

Курешов В.А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблемы повышения качества напыленных покрытий шются приоритетными во многих областях техники, включая создание более со-шенных конструкций летательных аппаратов (JIA).

Применяемые в настоящее время в авиации и ракетостроении плазменнона-ленные теплозащитные, отражающие и электроизоляционные покрытия не в той мере удовлетворяют современным требованиям по физико-механическим йствам и структуре, значительно уступают своим компактным аналогам по экс-'атационным характеристикам и надежности. Вследствие этого область исполь-ания таких покрытий в различных системах JIA несколько снижается.

Вместе с тем, существующая потребность производства в применении подтай, обладающих свойствами специального назначения (экранирующие, погло-ощие, резистивные), вызывает необходимость дальнейшего развития и совер-зствования данного метода напыления. В связи с этим, проблема формирования зменных покрытий с более высокими эксплуатационными характеристиками яется весьма актуальной.

К одному из перспективных направлений в области решения проблемы чшения свойств и повышения эксплуатационных характеристик формируемых рытий следует отнести возможность изменения термической активности осаж-мых частиц в пятне при увеличении их плотности за счет компактирования уи. Проводимые в этой области исследования носят ограниченный характер, а меняемое оборудование пока не обеспечивает необходимую плотность потока гиц в струе и стабильности параметров процесса.

Настоящая работа выполнялась в соответствии с "Отраслевым планом вне-ния новой техники ГП "Красноярский машиностроительный завод", НПО "При-1ная механика", планом научных исследований CAA.

Целью работы является повышение уровня эксплуатационных характери-< плазменных металлокерамических и оксидных покрытий в технологии произ-:тва JIA за счет компактирования струи напыляемых частиц.

Задачи исследований:

- изучить влияние компактности струи напыляемых частиц на тепловое со-[ние покрытий. Разработать метод расчета температурного поля в объеме по-тия и выявить основные технологические параметры, влияющие на процесс [модействия осаждаемых частиц;

- исследовать и развить метод оценки удельного распределения (коэффици-. сосредоточенности) напыляемого материала на поверхности;

- разработать и создать комплекс нового оборудования, обеспечивающего жую концентрацию дисперсных частиц в сжатом двухфазном потоке и старость параметров процесса напыления;

- выявить роль и влияние компактности струи напыляемых частиц на изменение структуры, фазового состава и повышение эксплуатационных характеристш напыляемых покрытий;

- оценить возможность практического использования разработанного оборудования и плазменной технологии при формировании резистивных покрытий специального назначения для систем ЛА и их промышленного внедрения.

Научная новизна. Предложен метод расчета нестационарного температурного поля в объеме формируемого покрытия при различной компактности струи у граничных условиях, учитывающих теплообменные, теплофизические, расходные у газодинамические параметры процесса напыления.

Установлена связь условий модификации характера взаимодействия расплавленных частиц в объеме покрытия ( от твердофазного к жидкофазному ) с удельной производительностью напыления.

Разработан метод оценки удельного распределения (коэффициента сосредоточенности) напыляемого материала на поверхности , основанный на использовании расходных параметров процесса напыления и массогабаритных характеристик покрытия.

Изучена и раскрыта степень влияния создаваемого предварительно напряженного состояния в напыленных покрытиях на повышение их надежности при эксплуатации.

Практическая ценность. На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований разработаны:

- техническая документация, создан и внедрен комплекс технологического оборудования (аксиальный плазмотрон и дозирующие устройства), характеризующийся неравномерностью транспортирования порошковых материалов в пределах 1,5 - 3%, коэффициентом использования до 72 - 85%, тепловым КПД до 70%, коэффициентом сосредоточенности от 4,5 до 8,6 см"2 и втрое меньшими (в сравнении со стандартными установками) затратами энергии;

- способ изготовления резистивных элементов напылением в тепловых условиях, адекватных условиям эксплуатации;

-технологические процессы и технические условия нанесения электроизоляционных, экранирующих и резистивных покрытий на поверхности сложного профиля для изделий ЛА.

Реализаиия и внедрение результатов исследований. Результаты работы нашли практическое применение на ряде предприятий приборо- и машиностроительной промышленности: НПО "Прикладная механика", НПО "Композит", НПО "Ротор", НПО "Электромеханика", ВИАМ, Мосжиркомбинат, АО "Красноярский металлургический завод", МГАТУ им. К.Э. Циолковского, СФТИ (г. Сухуми) и др.

Разработанные рекомендации по технологии напыления резистивных покрытий плазменным методом использованы при создании опытных партий СБ и электронагревательных устройств (ЭНУ) для систем ЛА и электроприборов бытового назначения, что подтверждено актами о внедрении.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докла-1вались и обсуждались на X-XII Всесоюзных совещаниях по теории и практике зотермического нанесения покрытий (Дмитров, 1985; Севастополь, 1988; Дмит-в, 1992), на И научно-техн.конф. "Применение плазменных процессов и порош-вых покрытий в промышленности" (Свердловск, 1988), на межд. научно-ш.конф. "Проблемы обеспечения качества изделий в машиностроении" (Красно-ск, 1994), на семинарах кафедры "Порошковая металлургия и композиционные териалы" (МГАТУ, Москва, 1987) и "Технология машиностроения" (САА, Крас-ярск,1996). На Всероссийской выставке "Машиностроительная технология-87" фа, 1987) результаты работы отмечены дипломом II степени.

Публикации. Основные результаты выполненных исследований по теме дис-этации опубликованы в 4-х депонированных отчетах по НИР и 25 печатных рабо-с, из них 3 авторских свидетельства на изобретения.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 184 стра-цах машинописного текста, в т.ч. содержит 10 таблиц, 53 рисунка и состоит из :дения, пяти глав, заключения, списка литературы из 139 наименований и прило-ний на 7 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, решаемой в работе, дана 1ткая характеристика научного направления и приведены основные положения, тосимые на защиту.

В первой главе проведен анализ уровня свойств и эксплуатационных характе-:тик плазменных покрытий специального назначения, применяемых в конструк-[х JIA, дана оценка состояния и возможностей современного технологического |рудования, рассмотрены особенности формирования покрытий. Выяснилось, чешуйчато-пористое строение слоя покрытия существенно сказывается на сни-ши структурных и прочностных характеристик напыленного материала, а из-гные методы улучшения свойств покрытий, предусматривающие подведение олнительной энергии от внешних источников или термохимическую обработку, ¡сегда приемлемы для легкоплавких конструкций JIA и малоэффективны.

Анализ показывает, что наиболее перспективные методы повышения прочти, макротвердости, плотности, гомогенизации структуры, видимо, связаны с енением термической активности осаждаемых частиц и должны быть направлена создание условий для осаждения расплавленных частиц на еще не остывшие гицы предыдущего слоя. Данный эффект может проявляться при высокой про-эдительности напыления или при большом коэффициенте сосредоточенности ыляемых частиц в двухфазном потоке. Наиболее малоизученным направлением 1ется метод повышения удельной производительности напыления за счет ком-гирования напыляемых частиц в плазменной струе.

На основе анализа теоретических и экспериментальных данных сформулирована цель работы и определены задачи исследований.

Во второй главе рассмотрены условия тепло- и массообмена при формировании фигуры напыления для неподвижного пятна и плоского полупространства.

Для расчета нестационарных температур в объеме покрытия принято уравнение теплопроводности вида:

дТ__\_\JL

С ■ р удх

+2,5а-л/*(Г-Гг)1, (1)

выведенное для эквивалентного цилиндра, высота которого изменяется за счет осаждаемых частиц. Задача решена в подвижной системе координат с началом отсчета (х=0) в центральной части пятна (рис.1) при граничных условиях:

дТ( оо,1)

а) в объеме покрытия на оси цилиндра при х-> оо, Т(<х>,1)=Т0

дх

= 0; (2)

б) на поверхности центральной части пятна при х=0 -Я = д , (3)

д*. 4

с начальными условиями: 1=0, Т(х,0)=То=300К.

В результате решения тепловой задачи методом преобразований Лапласа получены уравнения, описывающие нестационарное температурное поле в объеме покрытия.

Показано, что если х=х(1), то температура в точке с координатой х для момента времени I характеризуется зависимостью:

Г(х,0 =

2у/ Я -2,5« -4к

[2.5а-

1~Т

4к

■ег(с

2 л/Яо

2,5 -а4к

I С-р

• г

2,5 а-4к

-е'

•е//с

24Ро V С. р

-т.

Г _2,5 а-!к >

е ' -1

+ Т0-е

у

2,5а-Гк . Ср-Р

■I

(4)

Если х=0, то уравнение (4) описывает температуру на поверхности слоя покрытия и преобразуется в следующее выражение:

/ I-;=—\ г

По, 0 =

2т] Л-2,5а-Лс

? 7,Ьа4к

еф

2,5 ■ а4к

Ср-Р

■I

-еф

2,5 -а4к

I С-р

■I

е с>" -1

+ 7"-е

2,5 а-4к ~ Ор-р

(5)

где ц - удельный эффективный тепловой поток; а - коэффициент теплоотдачи на границе частица - покрытие; А. - коэффициент теплопроводности материала;

V

/

- плотность материала покрытия; СР - удельная теплоемкость; к- коэффициент средоточенности частиц; Тг - температура газа, омывающего фигуру напыления; ■ начальная температура.

Для подвижной границы эквивалентного цилиндра с учетом происходящего тло- и массообмена удельный тепловой поток ц определяется из граничного иовия (3) выражением

Я = д [С*р(Тпл - Т0) + ДНт+ Чэкз]+ Чга + ч, (6)

Проведено моделирование теплового состояния покрытия в зависимости от шофизических характеристик распыляемого материала и технологических усло-й напыления. Выявлено, что характер взаимодействия осаждаемых частиц и рас-гделение температуры в покрытии существенно зависит от удельной производи-1ьности напыления д = 0*р*к, определяемой расходом порошка в, коэффициен-л использования материала (КИМ) Р и коэффициентом сосредоточенности к. новным регулирующим параметром для д является коэффициент к, поскольку в I взаимосвязаны и увеличение в компенсируется р.

Установлено, что коэффициент сосредоточенности к, характеризующий за-

1 распределения осаждаемого материала в пятне напыления, зависит от конст-стивных особенностей распылителя. Для оценки величины к предложена методи-расчета по расходным характеристикам процесса и массогабаритным характерном покрытия: массе напыленной фигуры ш, ее высоте 5т и плотности напылен-X) материала рп:

к = 7г*рп*5тах/т=тг*рп*угаах/0*р, ■ (7)

\

где - утах = 5тах /т и т = С*Р*т. Здесь т - время напыления фигуры, с.

Сравнение методик определения параметра к через радиус рассеивания 1Л12 и дисперсию распределения к=1/2гг показало, что суммарная погрешность чета величины к предлагаемым методом определяется весьма малыми погреш-:тями измерения массы и высоты напыленной фигуры, времени ее формирования потности материала покрытия.

На рис. 1 показано распределение нестационарных температур в объеме по-1тия при напылении А1203.

Выявлено, что при д < 0,45 г/с.см2 (к = 2 см"2 для стандартных плазмотронов) новесная температура в слоях ниже Тпл распыляемого материала (1) и осаждае-

2 частицы кристаллизуются индивидуально без взаимного теплового влияния.

С повышением плотности материала за счет компактирования струи при 0,45 г/с.см2 (к > 4) вероятность термического воздействия осаждаемых частиц г на друга повышается, что вызывает резкое возрастание температур в объеме рытия (2), достигающих значений Тпл. распыляемого материала. Причем этот цесс протекает более интенсивно с увеличением значений коэффициента к.

2,5

Рис. 1 .Распределение нестационарных температур в объёме покрытия при ваааовшфи напылении А1203: 1- д =0,32г/с*см2 (к=2см"2 ,УПУ-8М); 2 - д =0,87г/с*см2 (к=5см"2, плазмотрон ПКП)

Таким образом, осуществляя процесс напыления при обычных расходах вводимого в распылитель материала (6=0,5 - 1 кг/ч), за счет компактирования струи в объеме покрытия можно обеспечить существование весьма высоких температур, способствующих возникновению на поверхности жидкофазного состояния. В этом случае в формируемых покрытиях вероятно возможна смена механизма процесса кристаллизации частиц, при этом следует ожидать изменение структуры, фазового состава, повышения плотности и других эксплуатационных характеристик. Выявлено, что создание таких условий напыления лежит за пределами технологических возможностей существующего оборудования.

В третьей главе описаны основные конструктивные и технологические особенности нового комплекса плазменного оборудования, создание которого обусловлено необходимостью формирования плазменного потока с высокой компактностью частиц в струе, обеспечения стабильности режимных параметров процесса и условий для сохранения стехиометрии напыляемых материалов и соединений.

Разработанный комплекс технологического оборудования позволяет проводить обработку и напыление практически любых материалов и термостабильных соединений в атмосфере различных газов: нейтральных (Аг,Не), химически активных (Ы2,Н2,С02, воздух) и их смесей; повысить равномерность распределения и нагрева порошка по сечению плазменного потока и управлять тепловым воздействием на изделие при формировании многослойных покрытий.

Приведено описание прямоточного плазмотрона и дозирующих устройств (ДУ) аэрационного типа (а.с. № 1022915) и с принудительной подачей порошка. Конструкции ДУ обеспечили возможность при постоянном расходе транспортирующего газа изменять в широких пределах количество подаваемых тонкодисперсных материалов и смесей с различной плотностью составляющих, обеспечивая при этом точность дозирования в пределах от 1,5 до 3%, что позволило решить пробле-

у качества поверхности и получения равномерной толщины формируемых покры-ш.

В представленной конструкции порошкового коаксиального плазмотрона КП (рис.2, а.с.№ 1616499) отличительной особенностью является осевая подача [азмообразующего газа, коаксиальный ввод газопорошковой смеси и последую-ее фокусирование двух потоков в прикатодной области электрической дуги. Такая ема подачи материала сохраняет структуру струи, обеспечивает стабильность и тойчивость режимных параметров процесса.. Угол расхождения потока частиц мпактной струи составляет 6-10° (рис.2,б).

а) б)

Рис.2 Плазмотрон с коаксиальной подачей порошковых материалов (ПКП-1)

Приведены технические характеристики коаксиального плазмотрона в срав-ши с серийным ПП-25 и ПГ-7 (Монолит). Показано, что предложенная конст-:ция выгодно отличается от известных высокой плотностью формируемого пото-напыляемых частиц в плазменной струе (к=4,5 - 8,6 см'2), эффективностью на-ва материала при меньшей энергоемкости, стабильностью параметров плазмен-о потока, простотой в эксплуатации и надежностью.

В четвертой главе дана оценка эффективности разработанного оборудова-, приведены методики и результаты исследований влияния компактной струи и тационарных температур на физико-механические свойства газотермических рытий.

По параметрам, характеризующим качество покрытий (плотность, порис-гь, электрическая прочность и др.), на основе оптимизации процесса определена асть технологических факторов (мощности дугового разряда, соотношения рас-уемых газов и дистанции напыления), в которой уровень искомых свойств полу-пых покрытий близок к свойствам компактных аналогов. Эффективность про-:а в данной области, оцениваемая по КИМ для оксида алюминия составляет 70>, для металлов 75-85%. Отмечено, что повышение КИМ при меньшей электри-

ческой мощности (8,5-9 кВт) для плазмотрона ПКП обусловлено улучшением прогрева распыляемых материалов за счет их ввода в прикатодную зону и увеличения длительности пребывания частиц в активной высокотемпературной области плазменной струи.

3,85 3,8

« З.75

О '

и: 37

со

ь 3,65 1* 3,6

л

Б 3,55 о

о 3,5

с;

С 3,45 3,4 3,351

♦ -ч

♦ >

у

у

2 3 4 5 6

Коэффициент сосредоточенности к,* 10"4 м''

Рис.3. Влияние компактности струи на плотность покрытий (А1203)

Установлена зависимость плотности формируемых покрытий от компактности струи напыляемых частиц (коэффициента сосредоточенности) для случая, когда распылитель и основа изделия неподвижны (рис.3).

Исследовано влияние удельной производительности напыления на тепловое состояние напыленных оксидных (А1203) и металлокерамических материалов. Установлено, что максимальная скорость пространственного изменения нестационарных температур ^гас! Т) в напыляемом объеме зависит от условий напыления и по направлению совпадает с осью симметрии фигуры. При этом значительный перепад температур, составляющий от -453-973К при толщине слоя 0,2-0,45 мм и достигающий значений -1973-2323К при толщине от 4 мм и более способствует замедлению фронта кристаллизации, что сопровождается изменением физических свойств и структурного состояния в покрытии (рис.4). Это совпадает с предположениями, высказанными ранее.

Неоднородность температурного поля в покрытии приводит к изменению химического (для металлокерамических композиций) и фазового состава, что сопровождается появлением дополнительных фаз, располагающихся на дифракто-грамме левее стехиометрического состава (рис.4, в).

Выявлено, что для области покрытия, контактирующей с основой изделия, где наблюдаются более высокие скорости кристаллизации, преобладающей фазой

пяется метастабильная у - А1203 По структуре, плотности и пористости покрытия этой зоне совпадают с образцами, напыленными на промышленных установках 1С.4, а). С изменением толщины формируемого слоя ухудшаются условия тепло-

- 20, ГраЛ

Рис.4. Влияние компактированной струи на структуру, фазовый состав и микротвердость напыленных покрытий

едачи, что способствует смещению теплового баланса в сторону аккумуляции ла. Нарастающий тепловой фон в объеме покрытия замедляет движение фронта сталлизации и, очевидно, обеспечивает перемещение ионов А13+, вследствие их ьшей подвижности, в октаэдрическое положение. В результате такой перестрой-верхние слои напыленной фигуры обладают большей прочностью и по плотно-(р=3,74 - 3,86 г/см3), пористости (—1,7 - 3,5 %) и фазовому составу приближают; аналогичным характеристикам спеченных материалов. Результирующей струк-ой для них является гексагональная а - модификация А1203.

Основная доля 8 -фазы обнаружена в слоях покрытия с размерами 0,45->мм, при этом существует зависимость размеров зоны от удельной производимое™. В данной области количество пор заметно снижается, однако просмат-ается их ориентация в направлении нарастающего теплового фона. Очевидно, скорость охлаждения частиц в этой зоне определяет степень упорядочения и азования промежуточных метастабильных кристаллических структур.

Микротвердость в объеме напыленного материала (рис.4,г) повышается с 1ичением доли а-А1203.

В пятой главе изложены результаты исследований эксплуатационных харак-1стик напыленных электроизоляционных (ЭИП) и резистивных покрытий,

рассматриваются особенности плазменной технологии нанесения покрытий различного функционального назначения.

Проведена сравнительная оценка прочности изоляции покрытий, напыленных компактной струей и на промышленных установках УПУ-8 и Киев-7. Установлено, что создание благоприятных термодинамических условий для взаимного теплового влияния осаждаемых расплавленных частиц при компактировании обеспечивает повышение электрической прочности на 40 - 60% и способствует сохранению изоляционных свойств в области более высоких температур (рис. 5). Выяснилось, что основными причинами, определяющими интенсивность изменения электрических характеристик и характер разрушения изоляционного слоя, являются неоднородность структуры, наличие газовой фазы , плотность, пористость, надежность когезионных связей в покрытии, степень увлажненности поверхности. Не менее значимым фактором является адекватность КТР материалов покрытия и основы изделия. Предложены технологические приемы, позволяющие повысить надежность изоляционного слоя и уменьшить адсорбцию влаги.

Далее изучены закономерности структурообразования электропроводящих покрытий из металлокерамических композиций системы металл - окисел и металл -окисел - полупроводник, определена зависимость удельного электрического сопро-

Рис. 5. Влияние геометрии слоя и температуры на эксплуатационные характеристики электроизоляционных покрытий

тивления резистивных покрытий от соотношения ингредиентов. Установлено, что контактирующие частицы металлического компонента, диспергированного в композиции, в слоях покрытия располагаются с изолирующей прослойкой, при чем доля соприкасающихся цепей зависит от объемной концентрации проводника и влияет на величину общего сопротивления. Надежность контактов между закристаллизовавшимися частицами металлического компонента определяет величину ТКС композиции и работоспособность напыленного резистивного покрытия.

Установлено, что значительное снижение прочности напыленные рези-лвные слои испытывают в условиях пикового нагружения, когда возникают си-вдии с термоударами (АТ > 500 °С), приводящие к появлению переходных термопряжений, действие которых вызывает изменение морфологии слоя вследствие зникновения микродефектов и способствует снижению его ресурса.

С целью повышения надежности и стойкости к термоударам предложено гспечить в процессе напыления создание на поверхности резистивного слоя сжи-ющих напряжений, противостоящих термическим. Сущность способа состоит в л, что материал покрытия в нерабочем состоянии, соответствующем хранению ¡мента, находится в предварительно напряженном состоянии. При переходе к киму нагрева до номинальных температур, эти напряжения снимаются. Рези-ганые слои в этом случае рекомендуется напылять в тепловых условиях, адекват-х условиям эксплуатации, при этом заданный режим должен поддерживаться за ¡т джоулева тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока в фор-руемом резистивном слое.

На основе полученных данных и анализа опыта промышленности изложены >бенности плазменной технологии нанесения резистивных, электроизоляцион-х, экранирующих и теплозащитных покрытий с применением компактированной уи, выработаны предложения рекомендательного характера по изготовлению У различного функционального назначения, приведены их некоторые конструк-1. Обсуждаются результаты применения данной технологии при разработке и отовлении опытных партий электронагревательных устройств для систем термо-улирования и электропитания ЛА на НПО «Прикладная механика» ,а также в 1ИЗводстве электроприборов бытового назначения на Красноярском металлурги-ком заводе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основные результаты выполненных исследований можно сформулировать дующим образом:

1. Обоснована возможность напыления плазменных покрытий с более высо-[и физико-механическими свойствами и эксплуатационными характеристиками, гелена зависимость изменения свойств и структуры от теплового состояния в 1мируемых покрытиях.

2. Разработан метод расчета нестационарных температур в объеме форми-мого покрытия, учитывающий влияние теплофизических характеристик напы-пых материалов (рп, Ср, к, , ЧЭ10.), тепло-массообменные (я, а, х) и расходные аметры процесса напыления (в, Р, к), и позволяющий прогнозировать ожидае-изменение свойств, структуры и фазового состава.

3. Предложена методика определения коэффициента сосредоточенности, званная на использовании расходных параметров процесса напыления и массо-[ритных характеристик покрытия, позволяющая с более высокой точностью и

оперативно определить интенсивность распределения материала на поверхности и оценить технологические возможности плазменного распылителя.

4. Спроектирован, изготовлен и внедрен комплекс технологического оборудования, включающий плазменный распылитель с осевой подачей материала в при-катодную область и дозирующие устройства, обеспечивающие высокую точность дозирования порошковых материалов и их смесей при различной плотности составляющих. В наилучших режимах удельная производительность А1203 для плазмотрона ПКП вдвое превышает, а затрачиваемая при этом электрическая мощность в 3 раза меньше аналогичных показателей для стандартного распылителя ПП-25.

5. Показано, что более высокая плотность частиц в потоке может способствовать созданию условий для образования на поверхности жидкой пленки из расплавленных частиц. Такие условия возникают, как показывают эксперименты, при удельной производительности g > 0,45 г/с* см2, что соответствует значениям G=0,2 г/с, ß=0,6 - 0,7 и к > 4 см"2.

6. Проведены исследования свойств материалов, напыленных струей с повышенной плотностью частиц. Установлено, что при удельной производительности д=0,45г/с*см"2 (здесь к=4.5 см"2, материал А1203) величина и время существования нестационарных температур во внешних слоях формируемых покрытий обеспечивают возможность достаточно полного перехода у—.>-а -А1203. Это подтверждается значительным совпадением структуры, фазового состава, значениями плотности, пористости и микротвердости покрытий с аналогичными характеристиками спеченной корундовой керамики.

7. Получен положительный результат, подтверждающий возможность улучшения свойств покрытий за счет компактирования струи напыляемых частиц. Так, за счет повышения плотности и снижения пористости покрытий до 1,5-3% происходит заметное увеличение электрической прочности (на 40-60%), а также износостойкости и микротвердости.

8. Разработаны рекомендации по выбору конструкции и технологии изготовления плазменным методом ЭНУ различной формы и функционального назначения.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Коваленко Г.Д., Замбржицкий А.П., Амельченко H.A. и др. Особенности плазменного напыления электронагревательных покрытий с диэлектрическим наполнителем. /Ф иХОМ. 1980-N4.-C.86-89.

2. Тропин Ю.Д., Коваленко Г.Д., Амельченко H.A. и др. Разработка установки для изготовления электронагревателей вакуум-формовочных машин методом плазменного напыления. Отчет. ВИМИ Рег.№ У-77359. Инв.№ Г-30260 - Красноярск, 1982-68с.

3. Коваленко Г.Д., Амельченко H.A., Рогожин В.М. и др. Оценка работоспособности плазменнонапыленных электропроводящих покрытий. /Т и ПГТНП т-3, Дмитров, 1985-с. 99-102.

4. Тропин Ю.Д., Коваленко Г.Д., Амельченко H.A. и др. Разработка и иссле-

вание технологии получения балластных сопротивлений методом плазменного пыления. Отчет. ВНТИЦ. Рег.№ 01890043275. Инв.№ 0289004338,- Красноярск, 86 - 104с.

5. Рогожин В.М., Ванько В.И., Амельченко H.A. Распределение нестацио-рных температур в пятне напыления. /Известия ВУЗов. Машиностроение, 1987, -9 - с.107-111.

6. Амельченко H.A., Саунин В.Н., Коваленко Г.Д. Плазмотрон для напыле-я порошковых материалов. /Тез. II научно-техн. конф. "Применение плазменных оцессов и порошковых покрытий в промышленности". / Часть II. Свердловск, 88 - с.5-6.

7. Амельченко H.A., Тропин Ю.Д., Коваленко Г.Д. и др. Формирование азменнонапыленных электропроводящих покрытий для резистивных элементов ¡личного назначения. / Там же.-с.25-26.

8. Тропин Ю.Д., Амельченко H.A., Павлов В.Ф. и др. Разработка, изготовле-s и поставка резистивных элементов для секционных балластных сопротивлений, здание новых материалов. Отчет. ВНТИЦ Рег.№ 0189004152. Инв.№ 59005962. Красноярск, 1988 - 30с.

9. Коваленко Г.Д., Бобров Г.В., Амельченко H.A., Рогожин В.М. Определе-г расходных характеристик при нанесении покрытий плазменной струей. /Т и 'ТНП. Т-1. Дмитров, 1989 - с. 51-55.

10. Амельченко H.A., Бобров Г.В., Рогожин В.М. Электрическая прочность >лирующих покрытий на основе оксида алюминия. /Т и ПГГНП. Т-1. Дмитров, >2-с. 170-173.

11. Бобров Г.В., Амельченко H.A., Никитин В.В. Формирование поверхностно слоя покрытия при напылении струей повышенной плотности. / Мат. межд. н.-;н. конф. "Проблемы обеспечения качества изделий в машиностроении". Под ред. гуновского В.В. Красноярск, КГТУ, 1994 - с 125-130.

12. Авторское свидетельство №1022915 (SU) кл. В 65G 53/40. Устройство [ транспортирования порошкообразных материалов. /Амельченко H.A., Ковален-Г.Д., Саунин В.Н. Заяв. № 3379279/27-11 от 11.01.82,- Опубл. 1983 - БИ № 22.

13. Авторское свидетельство №1468285 (SU) Кл. HOIC 17/00. Способ изго-ления резистивного элемента./Амельченко H.A., Тропин Ю.Д., Бобров Г.В. и др. в. № 4211577/24-21 от 11.02.87.

14.Авторское свидетельство №1616499 (SU) Кл.Н05В 7/22. Электродуговой амотрон для нанесения покрытий./Амельченко H.A., Саунин В.Н., Коваленко [. и др. Заяв. № 4398596/24-07 от 29.03.88.- Опубл. 1990 - БИ № 47