Влияние параметров микроплазменного напыления на потери напыляемой Zr проволоки и пористость покрытия

Аннотация

В статье представлены новые результаты исследования причин потерь материала в процессе микроплазменного напыления (МПН) и обоснован выбор оптимальных параметров для эффективного напыления циркониевых проволочных покрытий на стальные подложки и получения покрытий с желаемой пористостью до 20,3 % на титановом сплаве. Оптимальные параметры напыления обеспечивают   максимальный коэффициент использования материала (КИМ) - до 95%, и минимальные потери материала при напылении покрытий на детали малых размеров: 47% при напылении на подложку со средним диаметром площади поперечного сечения 2 мм и менее 1% при напылении на подложку со средним диаметром 8 мм.  Исследования проводились с применением многофакторного эксперимента с дробными репликами 24–1 с варьированием таких параметров напыления, как сила тока, дистанция напыления, расход плазмообразующего газа и скорость подачи проволоки. Для изучения распределения материала покрытия в пятне напыления проводили макросъемку фигур металлизации и анализировали их с построением аппроксимирующих кривых. Методами сканирующей электронной микроскопии определяли размеры пор и пористость циркониевых покрытий при разных параметрах микроплазменного напыления на титановый сплав. Методами регрессионного анализа экспериментальных результатов были получены уравнения, позволяющие оценить степень влияния параметров микроплазменного напыления на величину КИМ и пористость покрытий и установлено, что наибольшее влияние оказывают сила тока и расход плазмообразующего газа. Обоснован выбор оптимальных  параметров МПН циркониевого покрытия с пористостью, подходящей для покрытий медицинских имплантатов.