Умови експлуатації матеріалів в агресивних середовищах неминуче змушують користувачів замислюватися про спеціальну захисту цільових предметів і конструкцій. Це можуть бути будівельні, виробничі, а також побутові технічні та інші об’єкти, що потребують забезпечення стійкості перед ворожими впливами. Одним з найбільш ефективних способів рішення даної задачі є плакування. Це один із способів зовнішнього покриття деталей і конструкцій, який в наш час переживає новий виток розвитку.
Загальні відомості про технології
Основною метою планування є створення на поверхні заготовки покриття, яке могло б забезпечувати задані проектом захисні функції. Серед останніх можна назвати вогнетривкість, біологічну стійкість, морозостійкість і т. д. В деяких випадках додаються і нові властивості зразок ізоляційних якостей або підвищення електро – та теплопровідності. Що таке плакування з точки зору практичної реалізації?
Це процес нарощування нових технологічних і функціональних шарів на поверхні, який може виконуватися різними способами. Мова може йти і про безпосередньому покритті або накладці, але принципові відмінності має саме спосіб утворення шарів. Класичні підходи до плакированию припускають термомеханічне формування захисної оболонки, але сьогодні, з появою нових матеріалів, змінюються і методи структурного влаштування захисних покриттів.
Особливості планування
Утворити на поверхні умовного вироби функціональне покриття дозволяє і звичайна фарба з тим чи іншим набором властивостей. Плакування ж відноситься до способів зовнішнього захисту, що передбачає вторгнення в структуру цільової поверхні. Даний ефект злиття функціонального шару і основного матеріалу як раз досягається термічним впливом, яке може виражатися в різних формах. З цієї причини плакування поверхонь металу часто супроводжується температурно-часовий зварюванням з наступною деформацією заготовки.
Ще однією принципово важливою особливістю планування є його багатошаровість. Структура утворюється не однорідним шаром того або іншого захисного матеріалу, а декількома різнорідними шарами, які мають різне функціональне спрямування. Причому частина шарів може мати загальне функціональне призначення (вогнетривкість, температурна стійкість, биозащищенность), а інша частина виконує спеціальні завдання всередині структури покриття, наприклад створює адгезивних основу для зчеплення шарів планування.
Техніка виконання планування
Операція планування може виконуватися як в окремому форматі, так і в рамках загального технологічного процесу виробництва або обробки деталі. В обох випадках базовий метод реалізації технології передбачає пошарове нанесення сплавів на цільову поверхню. Стосовно до металів ця операція виконується в ході гарячої прокатки, волочіння або пресування. На етапах з’єднання пластів технологія планування передбачає виконання термічної деформації, при якій створюються умови для дифузії гарячої заготовки.
Таким способом можуть накладатися і сплавлятися цілі групи металів, серед яких – сталь, мідь, алюміній, корозійно-стійкі сплави і т. д. На сучасному етапі розвитку технології також практикується включення полімерних самостійних шарів і модифікаторів, що поліпшують окремі властивості нанесеного покриття.
Застосування плакирующей стрічки
В цілях оптимізації технологічного процесу планування була розроблена концепція укладання готового багатошарового покриття. Його представляє біметалева стрічка, яка містить у своїй структурі декілька різнорідних шарів, отриманих в результаті холодної прокатки. Основу даної заготовки становлять чорні метали, так і композиційні матеріали, в чистому вигляді застосовуються машинобудівної, електротехнічної, харчової, хімічної та іншими галузями промисловості.
В якості основи для стрічки майже завжди використовується низьковуглецева сталь, завдяки якій здійснюється основний процес планування – це свого роду проміжна зв’язка, розплав якої з’єднує заготівлю та функціональне покриття стрічки. До слова, відмінності багатошарових стрічок такого типу не обмежуються підходом до структурного влаштуванню покриття та охоплюють спектр завдань нових шарів. На плакирующей оболонці спочатку можуть розміщуватися робочі вузли і деталі на кшталт струмопідвідних контурів, наконечників, біметалічних контактів, ножів-роз’єднувачів, електротехнічних затискачів і т. д.
Лазерна техніка планування
Перспективний напрям технічної реалізації планування з принципами газового зварювання. В якості термічного джерела застосовується лазерний промінь, що забезпечує стан розплаву заготівлі та активного матеріалу. Сировиною для лазерного планування зазвичай виступає порошок, який можна порівняти з флюсом, які використовуються в газовій зварці. Це основа розплаву, що утворюється в результаті лазерного впливу тонкий функціональний шар. Що стосується газових сумішей, то їх подача відіграє допоміжну роль для захисту робочої зони від негативного впливу кисню.
Плакування порошків
Сипучі суміші з хрому, вольфраму і нікелю можуть розглядатися в якості самостійної основи для планування, необов’язково пов’язаної з технологією лазерного розплаву. Об’єднані порошкові суміші, спеціально підібрані під певний набір функцій, наносяться на метал методом хімічного планування. Це транспортна реакція переносу частинок в іонному розплаві на лужній основі.
Безпосередньо процес покриття розплавленим порошком виконується 30-40 хв при температурному режимі близько 700°С. Складність даної технології в умовах виробництва полягає в необхідності підключення габаритного спеціалізованого обладнання з тиглями і високотемпературними печами.
Відновлення плакирующего шару
Як і багато інші види покриттів, плакирующая основа з часом руйнується, вимагаючи відновлення або ремонту. Часткова корекція багатошарових покриттів виконується за допомогою газотермічного, електротермічного або плазмового напилення. Основу для напилення може представляти той же флюс з композитних матеріалів або металевих сплавів. Все більше поширення отримують кошти рідинно-відновного планування.
Це спеціальні склади, які містять ультрадисперсные або розчинні метали, їх сполуки або сплави. Після нанесення під дією певних температур або хімічних реакцій відбувається полімеризація розчину, і через кілька годин оновлене покриття може вводитися в режим повноцінної експлуатації.
Висновок
У багатьох сферах народного господарства, промисловості і будівництва потрібно особлива модифікація матеріалів, що застосовуються, однак, у силу економічних і організаційних умов не всі способи поліпшення характеристик цільової заготовки можуть бути використані. Сучасні методи планування також залишаються недоступними для багатьох потенційних споживачів у силу високої вартості і технологічної складності їх реалізації.
З іншого боку, приклад багатошарової стрічки показує, що цілком можливо одночасне підвищення експлуатаційних якостей покриття і спрощення процесу його формування на поверхні кінцевого виробу. Втім, подібні інновації поки зустрічаються тільки в окремих галузях, пов’язаних з випуском електротехнічної продукції.
