Электродуговое напыление (ASP)

Электродуговое напыление (ASP) — высокопроизводительный процесс газотермического нанесения покрытий, в котором источником тепла служит электрическая дуга между двумя непрерывно подаваемыми металлическими проволоками.

Принцип работы

• Подача проволоки: две электропроводящие проволоки, выполняющие роль электродов, непрерывно подаются с катушек через направляющие сопла электродугового распылителя.
• Сведение проволок: проволоки сходятся под небольшим углом в передней части распылителя.
• Образование дуги: на проволоки подаётся постоянный ток. При сближении их концов происходит короткое замыкание и возникает электрическая дуга с температурой 4 000–6 000 °C.
• Плавление проволоки: тепло дуги непрерывно расплавляет концы проволок.
• Распыление и перенос: через сопло позади дуги подаётся сжатый воздух или инертный газ. Газовый поток распыляет расплавленный металл на мелкие капли размером около 10–100 мкм и ускоряет их в направлении основы.
• Формирование покрытия: частицы ударяются о подготовленную поверхность детали и формируют характерную слоистую микроструктуру покрытия.

Преимущества ASP

• Высокая производительность: скорость нанесения покрытия достигает 10–30 кг/ч, что значительно превышает показатели APS, FS и HVOF.
• Экономичность: минимальные затраты на расходные материалы. Для процесса достаточно электроэнергии и сжатого воздуха, без использования дорогостоящих газов, таких как аргон или водород.
• Мобильность: компактное оборудование легко использовать непосредственно на объекте для обработки крупногабаритных конструкций.
• Высокая прочность сцепления: высокая температура капель обеспечивает более прочное сцепление с основой по сравнению с традиционным газопламенным напылением.
• Псевдосплавные покрытия: подача двух разных проволок, например медной и стальной, позволяет получать уникальные композиционные покрытия непосредственно в процессе напыления.

Недостатки и ограничения

• Только электропроводящие материалы: метод не подходит для напыления чистой керамики или пластмасс. Исходный материал должен проводить электрический ток и быть доступен в форме проволоки.
• Окисление и потеря элементов: использование сжатого воздуха приводит к высокому содержанию оксидов в покрытии — до 10–20 %. Также возможно снижение содержания легирующих элементов, таких как углерод и кремний.
• Высокая пористость: типичная пористость покрытия составляет 5–12 %, что снижает коррозионную стойкость без дополнительной обработки герметизирующими составами.
• Высокое тепловложение: деталь может нагреваться сильнее, чем при APS. Для предотвращения деформации необходимы строгий контроль дистанции напыления и эффективное охлаждение.

Области применения

• Протекторная защита от коррозии: нанесение алюминиевых (TSA), цинковых (TSZ) и цинк-алюминиевых покрытий на мосты, опоры линий электропередачи, морские суда и резервуары.
• Ремонт и восстановление размеров: нанесение износостойких стальных и бронзовых покрытий на посадочные места под подшипники, валы и ролики.
• Ремонт автомобильных компонентов: нанесение износостойких покрытий на блоки цилиндров и шейки коленчатых валов.
• Электротехнические задачи: нанесение медных или алюминиевых покрытий для создания токопроводящих слоёв на поверхности изоляторов.