ЗАЩИТНЫЕ И УПРОЧНЯЮЩИЕ ПОКРЫТИЯ

ДУГОВАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ

Металлизация - процесс нанесения покрытий толщиной в десятые доли миллиметра посредством электродугового либо высокочастотного нагрева ме­талла.

В отличие от метода плазменного напыления в методе электродуговой металлизации (ЭДМ) столб дуги доведен до минимального размера, а металл проволоки, расплавленный дугой, распыляется потоком газа, направленным вдоль проволоки.

Техника исполнения.

Через два канала в горелки непрерывно подают две проволоки (диаметром 1.5-3.2 мм), между концами которых возбуждается дуга и происходит расплав­ление проволоки. Расплавленный металл подхватывается струёй сжатого воз­духа, истекающего из центрального сопла электрометаллизатора, и в мелкорас - плавленном виде переносится на поверхность основного материала. Распыление и транспортирование расплавляемого металла осуществляются обычно сжатым воздухом, а при напылении коррозионностойкой сталью и алюминиевыми сплавами используют азот.

Скорость подачи устанавливают в зависимости от режима горения дуги с целью поддержания определенного зазора между электродами для стабильного горения дуги.

Типовые значения параметров ра - боты ЭДМ: напряжение 24...35 В, ток

75.. .200 А, производительность 30.300 г/мин, давление сжатого воздуха 5 атм.

При дуговом напылении на постоянном токе процесс протекает стабиль­но, обеспечивая получение слоя покрытия с мелкозернистой структурой при высокой производительности процесса рисунок 1.8.

Для реализации процесса нанесения защитных покрытий электродуговой ме­таллизацией разработан и промышленно выпускается ряд аппаратуры и при­способлений. Так, например, в НПО «Ремдеталь» разработан универсальный электродуговой металлизатор ЭДМ-3 (рис. 1.2.) [105], который можно исполь­зовать как в ручном, так и в станочном варианте. Он состоит из самого метал - лизатора 5, пульта управления 1 и кассет для проволоки 2. Крутящий момент от регулируемого электропривода в пульте управления передается посредством гибкого приводного вала 6 (длиной 2 м) и подающему роликовому механизму металлизатора.

Проволока от катушек протягивается по двум гибким шлангам 4 к металлиза - тору. Пульт управления и кассеты для проволоки установлены на подставке 3 и могут поворачиваться вокруг оси.

Небольшая масса металлизатора (1,8 кг), гибкая связь с пультом управ­ления, а так же возможность поворота кассеты и пульта управления в горизон­тальной плоскости создают условия для его удобного использования.

Другая конструкция электродугового металлизатора для нанесения по­крытий ЭМ-6 предусматривает его монтаж на суппорте токарного станка [107]. Между металлизатором и напыляемым валом устанавливают воронку из листо­вой стали (рис. 1.3.), внутреннюю поверхность которой покрыли защитным слоем из пасты порошкообразного графита и жидкого натриевого или калиево­го стекла. Приспособление позволило повысить эффективность использования распыляемого металла на 10.. .15 %.

В распыляющей системе металлизатора применяли коническое воздуш - но-распыляющее сопло, что позволило уменьшить угол раскрытия конуса рас­пылителя, повысить энергию распыляющей струи и производить напыление при давлении воздуха 0,45.0,50 МПа.

Достоинства.

Достоинствами этого метода является высокая производительность, дос­тигающая 50 кг/ч. Этот метод обеспечивает также максимальные значения энергетических к. п.д. распыления и напыления. Благодаря большим значениям энтальпии напыляемых частиц могут быть получены качественные покрытия с достаточной адгезионной и когезионной и низкой пористостью, более прочные покрытия по сравнению с газопламенным напылением.

Недостатки.

К недостаткам следует отнести опасность перегрева и окисления напыляе­мого материала при малых скоростях подачи расплавляемой проволоки. По­этому напыленный часто металл насыщен кислородом и азотом, а также содер­жит значительное количество оксидов.

Так например, при напылении углеродистой стали (0,14 % углерода) в по­крытии содержится 10,5 % окислов и 1,5 % нитридов.

Кроме того, большое количество теплоты приводит к значительному вы­горанию легирующих элементов, входящих в напыляемый сплав, т. е. наблюда­ется изменение химического состава покрытия.

Использование для напыления только проволоки ограничивает возможно­сти метода. Кроме того, гигиеническая характеристика воздуха рабочей зоны при дуговой металлизации порошковой проволокой определяется химическим составом твердой составляющей сварочного аэрозоля (ТССА) и производи­тельностью общеобменной вентиляции. Загрязнение воздуха металлической пылью ТССА сравнительно велико, что определяет необходимость оснащения оборудования система его очистки.