Металлизация. Газопламенное напыление. Электродуговая металлизация. Применение, оборудование, материалы.
Металлизация – один из распространенных способов получения металлических покрытий поверхностей нанесением на эти поверхности расплавленного металла.
Сущность процесса состоит в следующем; металл, расплавленный электрической дугой (при электродуговой металлизации) или ацетилено-кислородным пламенем (при газовой металлизации), и распыленный струей инертного газа или воздуха под давлением до О.бМПа, наносится на специально подготовленную поверхность детали. Металлизация позволяет получать слои металла толщиной от 0,1 до 10 и более мм с высокой производительностью процесса.
Соединение металлизационного покрытия с основным металлом детали происходит за счет механических и частично молекулярных связей, а также вследствие усадки покрытия при охлаждении. В зависимости от способа расплавления наносимого материала металлизацию называют электродуговой (расплавление электрической дугой), газопламенной (расплавление газовым пламенем) или плазменной (расплавление плазменной струей).
Дуговая металлизация. Это процесс, при котором металл (чаще всего в виде проволоки) расплавляется электрической дугой и затем струей сжатого воздуха наносится на поверхность восстанавливаемой детали (рис. 3.30). Электродные проволоки подаются двумя парами изолированных один относительно другого роликов, контактируют, выходя из латунных наконечников. Последние находятся под напряжением, что приводит к возникновению электрической дуги, в которой плавятся проволоки.
Струя сжатого воздуха распыливает образующиеся капельки жидкого металла на мельчайшие частицы и с силой подает их на поверхность детали.
Раскаленные частицы, соприкасаясь со струей сжатого воздуха, охлаждаются, но достигают поверхности детали в пластическом состоянии. Ударяясь о нее с большой скоростью (до 200 м/с), они расплющиваются, заполняя неровности (образуется пористое покрытие).
При наличии пористости создаются благоприятные условия для работы подвижных соединений, ибо металлизационные покрытия обладают самосмазываемостью. Эффект последней объясняется различием в коэффициентах расширения смазки и материала детали. С повышением температуры трущихся поверхностей масло за счет большего объемного расширения выступает из пор и капилляров и смазывает поверхности трения. Особенно желателен этот эффект в начальный период работы соединения, когда между поверхностями трения находится мало смазочного материала и возможно схватывание трущихся поверхностей.
Восстанавливаемая деталь с поверхности не проплавляется, и температура ее повышается не более чем на 100... 150 "С. В связи с этим не происходит коробления деталей и нарушения их термообработки.
При использовании высокоуглеродистой проволоки напыляемое покрытие имеет высокую твердость — происходит закалка частиц.
Промышленностью выпускаются стационарные универсальные аппараты ЭМ-12М и ЭМ-15, работающие от сварочных преобразователей ПСМ-1000 или выпрямителей ВД-1601. Поставляют также комплекты КДМ-2 и ручной дуговой аппарат ЭМ-14М.
Газовая металлизация. Это процесс, при котором материал в виде проволоки или порошка плавится в источнике тепловой энергии, образующемся в результате горения смеси кислород + горючий газ!
При проволочной металлизации (рис. 3.32, а) напыляемый материал поступает через центральное отверстие горелки и расплавляется в пламени горючего газа. Струя сжатого воздуха (азота) распыляет (диспергирует) материал на мелкие частицы, которые наносятся на предварительно подготовленную поверхность с образованием покрытия нужной толщины.
Проволока подается электродвигателем через редуктор или ролики, приводимые в движение встроенной в горелку воздушной турбинкой. Последняя работает на сжатом воздухе, используемом для напыления.
При порошковой металлизации (рис. 3.32, б) поступающий из бункера порошок разгоняется потоком транспортирующего газа и на выходе из сопла попадает в пламя, где и нагревается до необходимой температуры.
Горючим газом может быть ацетилен или пропан-бутан. В первом случае процесс выполняется на аппарате МГИ-4А, во втором — МГИ-4П.
Для напыления тугоплавких материалов применяют установку УПН-8-68, которая состоит из распылительной головки, автономно расположенного питателя и вспомогательного оборудования.
Она работает на ацетиленокислородном пламени. Транспортирующим газом служит кислород.