Электродуговая металлизация

Сущность процесса заключается в том, что напыляемый металл расплавляется электрической дугой, распыляется на частицы 10—100 мкм и переносится на восстанавливаемую поверхность струей газа.

Рис. 4.49. Схема электродуговой металлизации: 1 — напыляемая поверхность; 2 — направляющие наконечники; 3 — воздушное сопло; 4 — подающие ролики; 5 — проволока; 6 — газ.

Электрическая дуга возбуждается между двумя электродными проволоками 5, которые изолированы одна от другой и равномерно подаются роликовыми механизмами 4 со скоростью 0,6—1,5 м/мин через направляющие наконечники 2. Если проволоки изготовлены из разных материалов, то материал покрытия представляет собой их сплав. Расстояние от сопла до детали составляет 80—100 мм.

Одновременно по воздушному соплу 3 в зону дуги поступает сжатый воздух или инертный газ под давлением 0,4—0,6 МПа, который распыляет расплавленный металл и переносит его на поверхность детали 1. Большая скорость движения частиц металла (120—300 м/с) и незначительное время полета, исчисляемое тысячными долями секунды, обуславливают в момент удара о деталь их пластическую деформацию, заполнение частицами пор поверхности детали, сцепление частиц между собой и с деталью, в результате чего на ней образуется сплошное покрытие. Последовательным наслаиванием частиц металла можно получить покрытие толщиной более 10 мм (обычно 1,0—1,5 мм для тугоплавких и 2,5—3,0 мм для легкоплавких материалов).

Питание дуги может осуществляться переменным или постоянным током. При использовании постоянного тока дуга горит непрерывно и устойчиво, поэтому по сравнению с переменным током процесс плавления более стабильный, обеспечивается высокая дисперсность частиц наносимого металла и плотность создаваемых ими покрытий.

Для электродугового напыления применяют электрические металлизаторы: станочные ЭМ-6, МЭС-1, ЭМ-12, ЭМ-15 (при значительном объеме восстановительных работ), которые монтируются обычно на токарных станках или специальном оборудовании, или ручные (переносные) ЭМ-3, РЭМ-ЗА, ЭМ-9, ЭМ-10 (при небольшом объеме работ).

Присадочным материалом при металлизации в зависимости от назначения покрытия обычно служит электродная проволока (стальная, медная, латунная, бронзовая, алюминиевая и др.) (табл. 4.8) диаметром 1—2 мм. Для получения антифрикционных покрытий применяют биметаллическую свинцово-алюминиевую проволоку с массовым соотношением этих металлов 1:1.

Проволока должна быть гладкой, чистой и мягкой. Жесткую стальную проволоку отжигают при температуре 800—850 °С с последующим медленным охлаждением вместе с печью. Для уменьшения жесткости проволоки из меди и ее сплавов необходим нагрев до 550—600 °С с последующим охлаждением в воде.

Основные преимущества электродуговой металлизации — высокая по сравнению с другими методами производительность (до 50 кг напыляемого материала в час) и несложное технологическое оборудование.

К ее недостаткам относятся значительное (до 20 %) выгорание легирующих элементов и повышенное окисление металла. Для устранения этих недостатков в обоснованных случаях для распыления расплавленного металла вместо сжатого воздуха применяют природный газ или продукты сгорания углеводородного топлива, исключающие взаимодействие частиц металла с воздухом (активированный способ металлизации). При этом благодаря науглероживанию и закалке частиц металла повышается твердость напыленного слоя.

Таблица 4.8

Материал электродной проволоки для различных покрытий

Дата добавления: 2014-01-20