Плазменное напыление покрытий в Китае

Когда слышишь про плазменное напыление в Китае, сразу представляются цеха с роботами-манипуляторами и идеальными покрытиями. Но на деле тут до сих пор путают APS с VPS, а некоторые техники до сих пор верят, что для нержавейки подойдет любой порошок. Помню, как в 2015-м на одном из заводов в Шаньдуне пытались наносить циркониевые покрытия на лопатки турбин без предварительной гальванической обработки — результат осыпался за две недели.

Технологические нюансы, которые не пишут в учебниках

В Даляне ситуация интереснее — тут исторически сильна школа обработки поверхностей. На плазменное напыление смотрят не как на магию, а как на сложный процесс, где 60% успеха зависит от подготовки поверхности. В ООО 'Далянь Синьцзиян Индустрия', например, до сих пор используют ручную абразивную обработку для ответственных деталей, хотя везде уже перешли на дробеструйные автоматы. И знаете, это оправдывает себя — при напылении карбида вольфрама адгезия получается на 15-20% выше.

Температурный контроль — отдельная головная боль. Летом при +35°C в цехе параметры плазмы начинают 'плыть', приходится перенастраивать газовые смеси. Как-то раз на напылении покрытий для гидравлических прессов пришлось экранировать установку теплоотражающими щитами — иначе градиент температур вызывал микротрещины.

С порошками тоже не всё однозначно. Китайские производители часто экономят на фракционировании, и в партии встречаются частицы от 5 до 100 микрон. Для плазменного напыления критичен диапазон 20-45 мкм, поэтому мы в Синьцзиян Индустрия доработали систему сепарации — установили вибросита с ультразвуковой очисткой. Ресурс сопел плазмотрона вырос втрое.

Оборудование: между немецким качеством и китайской адаптацией

Наш цех в Даляне оснащен смешанным парком — есть старые советские АПС-154, модернизированные системой ЧПУ, и новые установки GTV из Германии. Но парадокс в том, что для плазменного напыления керамических покрытий лучше работают именно старые машины — у них стабильнее газовый поток. Правда, для металлических покрытий уже без немецкого оборудования не обойтись.

Интересный кейс был с напылением теплозащитных покрытий на клапаны АЭС. Технологи требовали точности ±3 микрона, но наши замеры показывали, что даже немецкое оборудование дает погрешность до 5 микрон. Пришлось разрабатывать методику калибровки по эталонным образцам — сейчас этот подход используют еще три завода в провинции Ляонин.

Система охлаждения — вечная проблема. Когда расширяли цех в 2018-м, не учли, что одновременная работа четырех установок плазменного напыления требует 240 кВт холодильной мощности. Пришлось экстренно монтировать дополнительный чиллер — месяц работали в две смены только ночью, когда нагрузка на сеть ниже.

Материаловедческие тонкости в китайских реалиях

С порошками никелевых сплавов в Китае особая история. Локальные производители вроде CSTM делают вполне достойные продукты, но для плазменного напыления критичных деталей мы все равно закупаем Oerlikon Metco. Хотя за последние пять лет китайские аналоги улучшили — тот же сплав NiCrAlY теперь имеет стабильный химический состав.

Забавный случай был с напылением покрытий из оксида алюминия для пищевого оборудования. Технолог упорно пытался добиться чистоты H13, хотя для молочных танков достаточно H10. В итоге перерасходовали 200 кг порошка, пока не вызвали меня — объяснил, что блеск поверхности не всегда коррелирует с функциональностью.

Сейчас экспериментируем с градиентными покрытиями для авиакомпонентов. Чередуем слои NiCoCrAlY и ZrO2 с постепенным переходом — пока получается снизить термические напряжения на 40%. Но технология сырая, приходится постоянно мониторить дефекты ультразвуком.

Экономика процесса: где реально экономят китайские производители

Многие думают, что плазменное напыление в Китае дешевле из-за низких зарплат. На самом деле экономия идет на другом — например, на рециркуляции газов. В том же ООО 'Далянь Синьцзиян Индустрия' установили систему возврата аргона, что снизило расходы на 25%. При объеме работ 3000 м2 покрытий в месяц это серьезная цифра.

Еще один момент — подготовка специалистов. У нас в цеху работают выпускники Даляньского политеха, но реальным навыкам плазменного напыления их учим непосредственно на производстве. Первые полгода молодые техники работают только на контроле параметров — без права касаться установок.

Сейчас рассматриваем переход на отечественные катоды для плазмотронов — японские ETP слишком дорожают. Испытали образцы от Shenyang Crown — пока держатся 180 часов против 250 у оригинала. Но с учетом разницы в цене, возможно, будем менять чаще.

Перспективы и тупиковые направления

В последние два года активно продвигают плазменное напыление наноматериалов. Но на практике для большинства применений это маркетинг — кроме случаев с медицинскими имплантами. Мы пробовали наносить наноструктурированный гидроксиапатит, но адгезия оказалась хуже, чем у микронных порошков.

Зато перспективным считаю гибридные технологии — например, комбинацию плазменного напыления с лазерной обработкой. В прошлом месяце обрабатывали таким способом коленвалы для судовых дизелей — износостойкость выросла в 1.8 раза.

Сейчас в цеху Синьцзиян Индустрия тестируют установку для напыления при пониженном давлении — хотят взяться за ремонт турбинных лопаток авиадвигателей. Пока стабильность процесса оставляет желать лучшего, но если удастся отладить — это будет прорыв для всего региона.