Одним из направлений работы ПАО «Электромеханика» является изготовление оборудования для нанесения коррозионностойких, износостойких и теплостойких покрытий. Предприятие серийно выпускает установки типа «АПН» для нанесения покрытий плазменным способом в вакууме, установки для нанесения покрытий методом электронно-лучевого испарения и конденсации в вакууме типа «УЭн», для нанесения защитных покрытий типа «УПУ», различные модификации плазмотронов.

Сегодня мы расширили свою номенклатуру за счет заказа от ОАО «Воткинский завод» из Удмуртии на изготовление установки «УПНЦ» для напыления новым видом порошка — нитридом циркония в защитной среде инертного газа с использованием плазмотрона высокой мощности. (Плазмотрон — техническое устройство, в котором при протекании электрического тока через разрядный промежуток образуется плазма, используемая для обработки материалов, или как источник света и тепла. Буквально «плазмотрон» — генератор плазмы).

Установка «УПНЦ» предназначена для нанесения неорганического соединения порошкового материала на поверхности деталей и сборочных единиц методом плазменного напыления в среде инертного газа для исправления дефектов поверхностей деталей.

Установка состоит из сложных узлов и систем: камеры, вакуумной системы, энергетического комплекса, системы водоохлаждения, системы подачи газа, системы управления. Все они необходимы для осуществления технологического процесса напыления.

Камера представляет собой полый водоохлаждаемый корпус с двойными стенками рабочим объемом 2 кубических метра. В камере установлен вращатель с закрепленной заготовкой и механизм для перемещения плазмотрона — манипулятор. Вращатель предназначен для крепления и вращения напыляемого изделия. Вращение осуществляется от двигателя, расположенного вне камеры.

Манипулятор обеспечивает крепление, позиционирование и перемещение плазмотрона при проведении технологического процесса плазменного напыления, выполняя условия нанесения порошка по криволинейной траектории: вдоль оси заготовки с углом поворота плазмотрона плюс-минус 100 градусов в продольной плоскости и плюс-минус 50 градусов — в поперечной.

Манипулятор представляет собой набор исполнительных механизмов, а именно: механизмы вертикального перемещения плазмотрона, продольного, поперечного перемещений, механизм наклона плазмотрона (плюс-минус 50 градусов), механизм поворота плазмотрона (плюс-минус 100 градусов).

Вакуумная система установки реализована с использованием вакуумных насосов европейского производства и современных датчиков вакуума. Система водяного охлаждения выполнена с датчиками контроля воды и превышения температуры, фильтрами механической и химической очистки воды. Информация для контроля и оперативного реагирования от датчиков в реальном масштабе времени передается в промышленный контроллер.

Установка «УПНЦ» включает в себя систему подачи газа, необходимого для осуществления технологического процесса напыления. Нанесение покрытий на установке «УПНЦ» осуществляется плазмотроном с помощью плазменной струи путем осаждения на изделия частиц напыляемого материала, вводимого в плазменную струю в виде порошка. Система подачи газа сконструирована так, что газ, подаваемый в камеру, проходит сложный путь от баллонов с азотом и аргоном в плазмотрон через многочисленные приборы и узлы, захватывая на пути порошок. Генерирование плазменной струи в плазмотроне осуществляется следующим образом: в дуговую камеру подается плазмообразующий газ, а к водоохлаждаемым катодной и анодной частям подается напряжение от источника питания. После пробоя дугового промежутка между катодом (электродом) и анодом (соплом) искровым разрядом осциллятора возбуждается дуга, которая ионизирует газ, превращая его в плазменную струю.

Материал покрытия в виде порошка вводится в плазменную струю, где происходит его нагрев и ускорение частиц напыляемого материала. Термодинамические свойства такой струи позволяют производить напыление широкой номенклатуры материалов и обеспечивает формирование покрытий с достаточно высокой плотностью и прочностью сцепления, т.е. дает то покрытие и с теми показателями, что необходимо для исправной работы изделий, применяемых в авиакосмической и судостроительной отраслях.

Установка «УПНЦ» полностью автоматизирована. Система управления построена на базе современного программируемого логического контроллера и сенсорной операторской панели. Она обеспечивает автоматический выход установки в режим напыления и окончание процесса с возможностью работы в ручном (наладочном) режиме, регистрацией и документированием параметров процесса по напыляемым деталям. Компоненты системы управления «УПНЦ» имеют несколько цифровых интерфейсов и могут работать в промышленных сетях различных структур. Система управления имеет возможность записи и хранения всех параметров техпроцесса с выводом на печать. Обеспечена защита от несанкционированного доступа к параметрам настройки и техпроцесса.

Основные технические характеристики установки:

— габаритные размеры ра-бочего пространства: диаметр — 1350 мм, длина — 1400 мм;

— размеры детали: диаметр — 50-300 мм, длина до 500 мм;

— толщина покрытия — 0,2-0,6 мм;

— номинальная мощность установки — 80 кВт.

Руководители проекта «УПНЦ» — ведущий инженер-конструктор НТЦ Наталья Николаевна Титова, Сергей Владимирович Генченков.

Над установкой, изготовлением ее работал коллектив сборочного производства. Большой вклад в изготовление «УПНЦ» внесли слесарь-электромонтажник Виктор Иванов, слесари Александр Каманин, Сергей Листков, Руслан Газиев, сварщик Альберт Агабеков, наладчик Виктор Скоробогатов. Руководит работой по изготовлению установки начальник участка Евгений Сафронов.

Галина Виноградова