Порошок металлида ПВ-Н70Ю30: состав и назначение
Порошок металлида ПВ-Н70Ю30 — это никель-алюминиевая композиция, применяемая для газотермического напыления покрытий. Материал относится к группе самофлюсующихся порошков на основе интерметаллида NiAl, где содержание никеля составляет около 70 %, а алюминия — около 30 % по массе. Благодаря экзотермической реакции между компонентами при нагреве частиц формируется плотное, прочно связанное с подложкой покрытие.
ПВ-Н70Ю30 производится методом распыления расплава с последующей классификацией по фракциям. Стандартный гранулометрический состав — 40–100 мкм, что обеспечивает стабильную подачу материала в плазменную струю или газопламенную горелку. Частицы имеют сферическую форму, что снижает сопротивление в тракте подачи и повышает равномерность напыления.
Технические характеристики и структура
При напылении порошка ПВ-Н70Ю30 происходит экзотермическое взаимодействие никеля с алюминием с образованием интерметаллидных фаз NiAl и NiAl. Это сопровождается локальным выделением тепла, которое дополнительно разогревает частицу и улучшает её растекание по поверхности. В результате формируется покрытие с низкой пористостью — на уровне 1–3 %, что существенно ниже, чем у традиционных керамических или металлических порошков.
Ключевые свойства напылённого слоя из ПВ-Н70Ю30:
- высокая адгезия к стальным и чугунным подложкам — 40–60 МПа;
- рабочая температура до 900 C в окислительной среде;
- стойкость к термоциклированию в диапазоне –60…+800 C;
- минимальная усадка при напылении — коэффициент линейного расширения близок к сталям;
- стойкость к эрозионному износу при умеренных скоростях абразива.
Применение в промышленности
Покрытия из ПВ-Н70Ю30 применяются в узлах, работающих при повышенных температурах и циклических тепловых нагрузках. Материал используется как самостоятельное покрытие, так и в качестве подслоя под керамические термобарьерные слои на основе ZrO. Основные области применения:
- газотурбинные двигатели — защита лопаток компрессора и камер сгорания;
- энергетическое машиностроение — уплотнительные поверхности и корпуса арматуры;
- металлургическое оборудование — ролики рольгангов и элементы печных агрегатов;
- химическое аппаратостроение — детали насосов и запорной арматуры, контактирующие с агрессивными средами при нагреве;
- автомобильная промышленность — выпускные коллекторы и детали систем рециркуляции отработавших газов.
Режимы напыления
Порошок ПВ-Н70Ю30 совместим с плазменным и высокоскоростным газопламенным напылением (HVOF). Для плазменного напыления рекомендуемая дистанция — 120–180 мм, мощность дуги — 30–45 кВт. При газопламенном напылении используется ацетилен-кислородная смесь с расходом ацетилена 40–60 л/мин. Оптимальная скорость перемещения горелки — 0,5–1,0 м/с, шаг напыления — 3–5 мм.
Перед нанесением покрытия поверхность подложки подвергают струйно-абразивной обработке электрокорундом до шероховатости Ra 6,3–12,5 мкм. Толщина напылённого слоя за один проход составляет 0,1–0,3 мм; суммарная толщина покрытия может достигать 1,5 мм без риска отслоения.
| Параметр | Значение для ПВ-Н70Ю30 | Метод контроля | Типичное покрытие | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Химический состав, % Ni | 68–72 | Химический анализ | NiAl | основной компонент |
| Химический состав, % Al | 28–32 | Химический анализ | NiAl | формирует интерметаллид |
| Фракция, мкм | 40–100 | Ситальный анализ | плазменное | стандартный диапазон |
| Насыпная плотность, г/см | 3,2–3,8 | ГОСТ 19440 | — | для дозирования |
| Адгезия к стали, МПа | 40–60 | Отрывной метод | плазменное | после пескоструйной обработки |
Преимущества перед аналогами
По сравнению с чисто металлическими порошками на основе Ni-Cr, ПВ-Н70Ю30 обеспечивает более высокую адгезию за счёт экзотермической реакции. В отличие от керамических порошков, покрытие обладает пластичностью, что снижает риск растрескивания при термоударах. Материал также характеризуется низким содержанием оксидных включений в покрытии, что достигается за счёт короткого времени пребывания частиц в высокотемпературной зоне.
Порошок ПВ-Н70Ю30 поставляется в герметичной упаковке по 1, 5 и 10 кг. Срок хранения — 12 месяцев с даты изготовления при условии соблюдения условий хранения в сухом отапливаемом помещении.
Вопросы и ответы
Для каких методов напыления подходит порошок ПВ-Н70Ю30?
Материал предназначен для плазменного напыления и высокоскоростного газопламенного напыления (HVOF). При плазменном напылении рекомендуемая дистанция — 120–180 мм, при HVOF — 200–300 мм.
Какова максимальная рабочая температура покрытия из ПВ-Н70Ю30?
Покрытие сохраняет работоспособность до 900 C в окислительной атмосфере. При кратковременных пиковых нагрузках допустимо повышение до 1000 C без потери адгезии.
Требуется ли специальная подготовка поверхности перед напылением?
Да, поверхность подвергают струйно-абразивной обработке электрокорундом до шероховатости Ra 6,3–12,5 мкм. Обезжиривание проводится непосредственно перед напылением.
Можно ли использовать ПВ-Н70Ю30 как подслой под керамику?
Да, это одно из основных применений. Покрытие из ПВ-Н70Ю30 толщиной 0,1–0,2 мм наносится как связующий подслой под термобарьерные слои из диоксида циркония.
