Формирование и исследование плазменных двухслойных композиционных покрытий (вязкий металлический NiCr и твердый ZrO₂ слои)

Abstract

В статье приведены результаты исследования влияния параметров плазменной струи и фракционного состава исходного порошка на характеристики двухслойных композиционных покрытий на основе никель-хрома и диоксида циркония на элементах защитных экранов. Проведена оптимизация на основании получения максимального коэффициента использования порошка. Сравнительный анализ зависимости коэффициента использования порошка вязких металлических слоев никель-хрома и никель-алюминия от дистанции напыления показывает, что при аналогичном характере кривых представленных зависимостей по абсолютной величине значения коэффициента использования порошка больше при оптимальных режимах для порошка никель-хрома. Это можно объяснить высокой пластичностью последнего и соответственно меньшим отскоком соударяющихся с подложкой частиц. Приведены результаты исследований микроструктуры поперечных сечений сформированных покрытий, выполненных с использованием растровой электронной микроскопии. Рассмотрены микроструктуры поперечных сечений покрытия ZrO₂ и промежуточного слоя Ni–Cr. Из представленных данных видно, что в исходном состоянии покрытие характеризуется пористостью, причем средний размер пор составляет несколько микрометров и в некоторых областях достигает 20 мкм. Микроструктура слоя Ni–Cr характеризуется меньшей пористостью. Воздействие на напыленное покрытие компрессионных плазменных потоков приводит к формированию переплавленного слоя оксида толщиной 12–15 мкм, способствует сглаживанию рельефа поверхности и образованию на поверхности трещин, распространяющихся преимущественно в глубину покрытия. Обработка оксидных покрытий компрессионной плазмой приводит также к снижению их пористости.