Термореагирующие порошки ПГ-Ю5Н: никель-алюминиевые композиции для экзотермического напыления
ПГ-Ю5Н — порошковый материал системы никель–алюминий, выпускаемый по ГОСТ 9722-97 и предназначенный для газотермического напыления экзотермических покрытий. Состав порошка ПГ-Ю5Н — никель (основа) с содержанием алюминия 5–6 %; гранулометрический фракционный состав — 40–100 мкм. В процессе напыления при температуре выше 650 C инициируется экзотермическая реакция Ni + Al с выделением тепла 130–150 кДж/моль, что обеспечивает саморазогрев частиц и формирование плотного металлургически связанного покрытия без оплавления основы.
Термореагирующие порошки ПГ-Ю5Н классифицируются как самофлюсующиеся композиции для газопламенного и плазменного напыления. В отличие от механических смесей Ni–Al, порошок ПГ-Ю5Н получают методом газового распыления, что обеспечивает равномерное распределение алюминия в каждой частице и стабильность экзотермического эффекта по всему объёму напыляемого слоя.
Технические характеристики порошка ПГ-Ю5Н
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на напыление | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание алюминия | 5,0–6,0 % | ГОСТ 9722-97 | Экзотермический эффект | Остальное — никель |
| Фракция | 40–100 мкм | Ситовой анализ | Стабильность подачи | Для плазменного напыления |
| Насыпная плотность | 3,2–3,8 г/см | ГОСТ 19440 | Расход порошка | Питатель ПТ-1М |
| Температура экзотермической реакции | 650–700 C | ДТА | Саморазогрев частиц | Инициация в плазме |
| Теплота реакции | 130–150 кДж/моль | Калориметрия | Плотность покрытия | Ni + Al NiAl |
| Прочность сцепления | 40–60 МПа | ГОСТ 9.304 | Адгезия к основе | Без подслоя |
| Пористость покрытия | 3–7 % | Металлография | Герметичность слоя | Зависит от режима |
Области применения
Покрытия из ПГ-Ю5Н применяются в узлах, работающих при знакопеременных нагрузках и умеренных температурах до 800 C. Основные направления:
- восстановление посадочных поверхностей валов насосного оборудования нефтегазовой отрасли;
- защита лопаток дымососов и вентиляторов котельных агрегатов от газоабразивного износа;
- напыление подслоя под последующее нанесение керамики в газотурбинных установках;
- ремонт корпусных деталей гидроцилиндров горно-обогатительного оборудования;
- создание жаростойких покрытий на арматуре печей цементного производства.
Технология напыления
Порошок ПГ-Ю5Н наносится методами плазменного напыления (плазмотроны ПП-25, УПУ-3Д) и газопламенного напыления с использованием ацетилено-кислородной смеси. Дистанция напыления — 100–150 мм, расход порошка — 2–4 кг/ч, ток плазменной дуги — 300–400 А. Экзотермическая реакция обеспечивает нагрев частиц до 1800–2000 C, что способствует формированию плотного слоя с металлургической связью по границе «покрытие–основа».
Для получения равномерного покрытия рекомендуется предварительная струйно-абразивная обработка поверхности электрокорундом фракции 250–400 мкм. Толщина одного прохода — 30–50 мкм, общая толщина покрытия — до 1,5 мм.
Вопросы и ответы
Чем ПГ-Ю5Н отличается от механической смеси Ni–Al?
Порошок ПГ-Ю5Н получен газовым распылением, поэтому каждая частица содержит никель и алюминий в заданном соотношении. Это обеспечивает стабильный экзотермический эффект и равномерность покрытия по сравнению с механическими смесями.
Какое оборудование применяется для напыления ПГ-Ю5Н?
Используются плазменные установки УПУ-3Д, ПП-25, а также газопламенные горелки с ацетилено-кислородным пламенем. Подача порошка осуществляется питателями ПТ-1М или аналогичными дозаторами.
Какова максимальная толщина покрытия из ПГ-Ю5Н?
Рекомендуемая общая толщина — до 1,5 мм при послойном нанесении по 30–50 мкм за проход. Превышение толщины ведёт к росту внутренних напряжений и снижению адгезии.
Требуется ли подслой при напылении ПГ-Ю5Н?
Нет, экзотермическая реакция обеспечивает прочность сцепления 40–60 МПа без дополнительного подслоя. Достаточно струйно-абразивной подготовки поверхности.
