Building mathematical model for gas-thermal process of coating evaporation

Construcción de un modelo matemático para el proceso gas-térmico de evaporación de revestimientos

Para la ingeniería mecánica y otras ramas de la industria los procesos tecnológicos más progresivos y económicos que permiten aumentar la resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión y otras propiedades de la superficie de trabajo de las máquinas producidas son los procesos tecnológicos de evaporación de revestimiento térmico de gas. En el artículo se considera el esquema de la evaporación del revestimiento térmico de gas y se seleccionan los modos tecnológicos óptimos de evaporación térmica de gas. Se ha desarrollado un modelo matemático que define las relaciones entre la distancia de evaporación, el ángulo de dispersión de las partículas fundidas, la velocidad de rotación de la pieza, la velocidad de movimiento del quemador y el espesor del revestimiento evaporado.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, las cuestiones de aumento esencial de la resistencia al desgaste de las piezas de máquinas se resuelven principalmente introduciendo en la tecnología de su producción las operaciones adicionales que consumen mano de obra para el endurecimiento de la zona exterior de la pieza. Una tarea urgente es la búsqueda de tales procesos de refuerzo que combinen la posibilidad de obtener la rugosidad de la superficie con altos parámetros y la precisión necesaria con el endurecimiento simultáneo de la zona exterior. Las tecnologías gas-térmicas de refuerzo del recubrimiento por evaporación cumplen estas condiciones [1].

En la actualidad, en la ingeniería mecánica existe un conjunto de problemas relacionados con la protección de los equipos hidráulicos contra el impacto de la corrosión [2].

A este respecto, la evaporación de revestimientos térmicos de gas en los elementos de los equipos ofrece la posibilidad de utilizar materiales sin cambiar sus propiedades.

Los revestimientos pueden ser multicapa, lo que permite utilizar las propiedades de varios materiales y obtener revestimientos con las propiedades establecidas, incluidos los revestimientos multiuso o los denominados revestimientos de pseudoaleación [3].

Los revestimientos de pseudoaleación representan un tipo separado de revestimientos compuestos formados por materiales que no forman soluciones sólidas ni compuestos en estado líquido y sólido y que difieren en la temperatura de fusión. Los revestimientos obtenidos a partir de materiales como las pseudoaleaciones poseen una serie de propiedades: una combinación de valores elevados de temperatura de fusión y evaporación a la durabilidad mecánica, dureza, capacidad de amortiguación, resistencia al desgaste, capacidad de autoengrase en las condiciones de fricción en seco, así como conductividad electrotérmica y térmica de alto nivel [4].

El análisis de los métodos de recubrimiento de pseudoaleaciones demostró que el más económico y sencillo es la evaporación térmica con gas.