Высококачественное плазменное напыление

Когда слышишь 'высококачественное плазменное напыление', многие сразу представляют лаборатории с идеальными условиями. На деле же 80% успеха зависит от того, как ты подготовил поверхность перед напылением. Вот об этом редко пишут в учебниках.

Где мы обычно ошибаемся

До сих пор встречаю инженеров, которые считают, что плазменное напыление — это просто 'пшикнул и готово'. На самом деле, если не выдержать температурный режим в первые 3 секунды, адгезия упадет на 40%. Проверял на образцах в ООО Далянь Синьцзиян Индустрия — разница видна невооруженным глазом.

Кстати про Далянь. Их цех с постоянной температурой в 1000 м2 — это не роскошь, а необходимость. Как-то пробовали экономить на климат-контроле, так получили неравномерный слой на ответственных узлах турбин. Пришлось переделывать три партии.

Самое сложное — не сама технология, а подбор газовой смеси. Аргон-водородные смеси ведут себя по-разному в зависимости от влажности. Летом 2022 года из-за этого простаивали почти неделю, пока не настроили систему осушки.

Оборудование и его капризы

У нас в ООО Далянь Синьцзиян Индустрия 102 единицы оборудования, но для плазменного напыления критичны всего 12. Особенно старые установки PlasmaGear 2000 — им уже по 15 лет, но альтернатив пока нет.

Новые китайские аналоги пробовали — дешевле в 2 раза, но ресурс сопла в 3 раза меньше. Для серийного производства невыгодно, хотя для разовых работ вполне.

Зато трехкоординатные измерительные машины Haiden справляются лучше швейцарских. Проверяли на поковках для энергетики — погрешность стабильно в пределах 3 мкм.

Технологические хитрости

При напылении высококачественное плазменное напыление керамических покрытий важно учитывать не только параметры установки, но и способ подачи порошка. Если скорость подачи больше 45 г/мин, начинается перегрев субстрата.

Однажды пришлось экстренно останавливать процесс на детали стоимостью 800 тыс. руб. — заказчик требовал толщину 300 мкм, а при таком режиме появлялись трещины. Убедили его остановиться на 270 мкм с дополнительным упрочняющим слоем.

Сейчас экспериментируем с предварительным лазерным структурированием поверхности. Результаты обнадеживают — адгезия выросла на 15%, но стоимость процесса пока высока.

Люди и их роль

Из 122 сотрудников только 8 допущены к плазменное напыление критичных деталей. Причем важнее не стаж, а внимание к мелочам. Один оператор по запаху определяет перегрев газа — спас уже три партии.

Молодые специалисты часто пренебрегают рутинными проверками сопел. А ведь износ на 0.1 мм меняет всю геометрию факела. Пришлось ввести ежесменный контроль по шаблонам.

Самое сложное — найти баланс между технологической дисциплиной и инициативностью. Жесткие регламенты хороши для серийки, но для опытных образцов нужен творческий подход.

Экономика качества

Многие заказчики не понимают, почему высококачественное покрытие стоит в 2-3 раза дороже. Приходится показывать калькуляцию: 60% стоимости — подготовка поверхности, 25% — контроль, и только 15% — само напыление.

Для особо ответственных деталей (например, лопатки ГТД) вообще считаем стоимость по другой схеме. Здесь важен не ценник, а ресурс — наши покрытия выдерживают на 20% больше циклов, чем европейские аналоги.

Инвестиции в 90 миллионов юаней в ООО Далянь Синьцзиян Индустрия окупились за 7 лет именно за счет премиального сегмента. Хотя в начале скептиков хватало.

Что впереди

Сейчас тестируем гибридную технологию — плазменное напыление с последующей лазерной обработкой. Первые результаты на сайте xinjiyangongye.ru уже опубликованы для спецов.

Главная проблема — не оборудование, а кадры. Молодежь не хочет годами изучать нюансы. Приходится разрабатывать упрощенные методики, хотя это слегка снижает качество.

Но если честно, даже через 30 лет в этой профессии каждый день узнаешь что-то новое. Вот на прошлой неделе открыл для себя интересный эффект при напылении на алюминиевые сплавы — кажется, нашел способ снизить пористость на 8%.