Термическое напыление с плазменной дугой ( PTWA ) - это процесс термического напыления , при котором покрытие наносится на внутреннюю поверхность цилиндрической поверхности или внешнюю поверхность любой геометрии. Это преимущественно известно , для его использования в покрытии цилиндра отверстия А.Н. двигателя , что позволяет использовать алюминиевые блоки двигателей без потребности в тяжелом чугунных гильзах. Одиночный проводящий провод используется в качестве « сырья » для системы. Сверхзвуковая плазменная струя плавит проволоку, распыляет ее и выталкивает на подложку. Плазменная струя формируется переносимой дугой между неплавящимся катодом. и провод. После распыления принудительный газ переносит струю расплавленных капель на стенку отверстия. Частицы сплющиваются при столкновении с поверхностью подложки из-за их высокой кинетической энергии . Частицы быстро затвердевают при контакте и могут образовывать как кристаллическую, так и аморфную фазы. [1] Также возможно изготовление многослойных покрытий. Уложенные друг на друга частицы образуют очень износостойкое покрытие. Все токопроводящие проволоки диаметром до 0,0625 дюйма (1,6 мм) могут использоваться в качестве исходного материала, включая «порошковые» проволоки. PTWA может использоваться для нанесения покрытия на изнашиваемую поверхность компонентов двигателя или трансмиссии для замены втулки или подшипника. Например, использование PTWA для покрытия опорной поверхности шатуна дает ряд преимуществ, включая снижение веса, стоимости, потенциала трения и напряжения в шатуне.
Изобретатели PTWA получили награду IPO «Национальный изобретатель года 2009». [2] Эта технология первоначально была запатентована и разработана изобретателей с пламенно-Spray Industries, Inc. Технология впоследствии была повышена за счет Форда и Flame-Spray Industries. PTWA в настоящее время используется BMW для своих высокоэффективных двигателей B58 и S58 (B58 также используется в Toyota Supra 2020 года), Nissan в Nissan GTR , [3] Ford внедряет его в новом Mustang GT500 Shelby , [4 ] Компания Caterpillar и другие производители используют его для перепроизводства.
Другие области применения этого процесса включают напыление на трубы внутреннего диаметра. В качестве исходного материала может использоваться любая токопроводящая проволока, в том числе проволока с сердечником. Легко осаждаются тугоплавкие металлы, а также легкоплавкие материалы.
Недавно Nissan и Ford использовали PTWA для нанесения износостойкого покрытия на внутреннюю поверхность отверстий цилиндров блока цилиндров. Для блоков из доэвтектического сплава алюминия и кремния PTWA представляет собой прекрасную альтернативу чугунным футеровкам, которые являются более дорогими и тяжелыми. PTWA также обеспечивает увеличенный рабочий объем в двигателе того же размера и потенциал для лучшей теплопередачи .
Покрытия PTWA также наносятся непосредственно на блоки цилиндров из чугуна для повторного производства . Испытательные двигатели с покрытием PTWA отработали более 3 миллионов километров безотказной работы на дороге. В настоящее время технология используется на ряде крупных производственных предприятий по всему миру. Он также используется для покрытия изношенных деталей, чтобы сделать их как новые на предприятиях по переработке.
Рекомендации
- ^ Скарвелис, П; Пападимитриу, GD (2009). «Плазмопереносимые дуговые композитные покрытия с самосмазывающимися свойствами на основе сульфидов Fe и Ti: микроструктура и трибологические свойства». Технология поверхностей и покрытий . 203 (10–11): 1384–1394. DOI : 10.1016 / j.surfcoat.2008.11.010 .
- ^ Образовательный фонд IPO награждает лучших изобретателей 2009 г.
- ^ http://jalopnik.com/5467038/the-ford-engine-technology-good-enough-for-the-nissan-gt+r Технологии двигателей Ford, достаточные для Nissan GT-R
- ^ Ford запускает плазменное напыление отверстий цилиндров на Shelby V8 2011 года , 17 февраля 2010 г.