Перспективные направления технологии

и сварка;
плазменные технологии в порошковой металлургии,
плазменно-механическая обработка.

на использовании высоких температур (4000... 16 000 °С), возникающих при

соприкосновении ионизированного газа (плазмы) с поверхностью обрабатываемой детали.

получают при помощи двух типов плазмотронов, в которых происходит нагрев

какого-либо газа концентрированной электрической дугой.

Существует две разновидности плазмотронов:
1 - Дуговые плазмотроны постоянного тока.
2 - Высокочастотные плазмотроны.

3 - водоохлаждаемый корпус, 4 - источник постоянного напряжения, 5

- дуговой разряд,
6 – плазменная струя

Электрическая дуга возникает между электродом и изделием, и струя плазмы совпадает со столбом дуги (образуется плазменная дуга)

- водоохлаждаемый корпус, 4 - источник постоянного напряжения, 5 -

дуговой разряд, 6 - плазменная струя

Дуга возникает между электродом и соплом, а газ, проходящий через столб дуги, выходит в форме плазменной струи

В качестве плазмообразующих веществ используют воздух, азот, аргон, водород, кислород,

воду, аммиак и др.

металлов, так и диэлектриков, а также для нанесения покрытий.
Плазмотроны

прямого действия (плазмодуговые) служат для сварки, резки, плавки электропроводных материалов. Мощности дуговых плазмотронов 102-10 7Вт. Температура струи на срезе сопла 3000-12000 К.

следующих электротехнологий:
- синтез веществ,
- получение ультрадисперсных порошков,
- плавка, резка, сварка

металлических изделий,
- травление и очистка поверхности,
- нанесение покрытий на изделия,
- плазмохимическое легирование поверхности.

из любых тугоплавких материалов.
Характеризуется высокой скоростью и равномерностью.
Материал

покрытия (тугоплавкие металлы, оксиды, карбиды, силициды, бориды и др.) вводят в виде порошка, ленты или проволоки в плазменную струю, в которой он плавится, распыляется и наносится на поверхность изделия.

коррозионной стойкостью, с вкрапленными тугоплавкими частицами (армированные покрытия), а также

покрытия с низкими коэффициентами трения.

Плазменные покрытия используют для защиты деталей, работающих при высоких температурах, в агрессивных средах или подверженных интенсивному механическому воздействию. Важным направлением использования плазменной наплавки является восстановление изношенных поверхностей деталей (например, валов полиграфического и бумажного производства, тормозных дисков автомобилей, лопаток турбин и т. д.).

расплавленного металла мощным потоком плазмы. Плазмой могут быть разрезаны не

только металлы, но и диэлектрики, например стекло или слюда.

оксидов, так как в процессе резки они плавятся и удаляются

вместе с расплавленным материалом

Плазменной дугой режут коррозионно-стойкие и хромоникелевые стали, медные, алюминиевые и другие сплавы.

плазменной резки позволяет применять ее в поточных непрерывных производственных процессах.

Плазменная резка широко применяется при производстве труб и в судостроительной промышленности.

можно сваривать достаточно толстый металл (10... 15 мм) без специальной

разделки кромок. Сварка плазменной дугой отличается высокой производительностью и качественностью за счет стабильности горения дуги.
Сварка плазмой незаменима при сварке высокотеплопроводных материалов (цветных металлов и сплавов), которые невозможно сварить другими методами.

струю вводят материал, частицы которого, расплавляясь, приобретают необходимую в порошковой

металлургии сферическую форму. Размер частиц может регулироваться в пределах от нескольких микрометров до 1 мм. Более мелкие (ультрадисперсные) нанопорошки с размерами частиц от 10 нм получают испарением исходного материала в плазме с последующей его конденсацией.

2 - камера, 3 - вращающийся кристаллизатор, 4 - частицы

порошка, 5 - заготовка

Частицы порошков средней дисперсности имеют размеры в пределах (10-1000) мкм. Именно такие порошки наиболее интенсивно применяются в порошковой металлургии для изготовления изделий из металла, ферритов, керамики.
Процесс плазменного получения порошков средней дисперсности. Заготовка (5), расплавляясь в струе плазмотрона (1). Капли заготовки достигают вращающегося кристаллизатора, разбрызгиваются и застывают в виде монокристальных частиц размером (10-1000) мкм. Регулируя скорость вращения кристаллизатора, можно получать частицы порошка разной дисперсности.

Через дозирующее устройство (1) распыляется водный раствор нитрата циркония, под

действием высокой температуры (4000 К) протекает реакция
Zr(NO3)4 -> ZrO2+4NO2+O2. Твердый продукт реакции в виде ZrO2 собирается на дне реактора.
Нанопорошки используются при приготовлении нанокерамики и других материалов, необходимых для создания материальной базы новой технической отрасли - наноэлектроники.

удалению с заготовки слоя металла режущим инструментом. Плазменно-механическая обработка позволяет

обрабатывать такие труднообрабатываемые материалы-, как жаропрочные и коррозионно-стойкие стали, титановые сплавы, от 4 до 7 раз быстрее по сравнению с механической обработкой.