Tsingi pihustamine elektrikaare metalliseerimise teel. Elektrikaare metalliseerimine. Metalli töötlemise tehnoloogia

Kaare saab toita vahelduvvoolu või alalisvoolu abil. Alalisvoolu kasutamisel põleb kaar pidevalt ja ühtlaselt, seetõttu on vahelduvvooluga võrreldes sulamisprotsess stabiilsem, tagatud on rakendatud metalli osakeste suur hajumine ja nende tekitatud katete tihedus.


Jagage oma tööd sotsiaalmeedias

Kui see töö teile lehe lõpus ei sobinud, on olemas sarnaste teoste loend. Võite kasutada ka otsingunuppu


Elektrikaare metalliseerimine

Protsessi olemus seisneb selles, et pihustatud metall sulatatakse elektrikaarega, pihustatakse 10–100 mikroni suurusteks osakesteks ja kantakse gaasijuga taastatavale pinnale.

Joonis: 4.49. Elektrikaare metalliseerimise skeem: 1 - pihustatud pind; 2 - näpunäited; 3 - õhuotsik; 4 - etteanderullid; 5 - traat; 6 - gaas.

Elektrikaar lööb kahe elektroodijuhtme 5 vahele, mis on üksteisest isoleeritud ja mida rullmehhanismid 4 juhtsõrmede 2 kaudu kiirusega 0,6–1,5 m / min ühtlaselt toidavad. Kui juhtmed on valmistatud erinevad materjalid, siis on kattematerjal nende sulam. Düüsi ja detaili vaheline kaugus on 80-100 mm.

Samal ajal siseneb õhudüüsist 3 kaarevööndisse suruõhk või inertse gaas rõhul 0,4–0,6 MPa, mis pihustab sula metalli ja viib osa 1. pinnale. Metalliosakeste suur kiirus (120–300 m / s) ja ebaoluline lennuaeg, arvutatuna tuhandetes sekundites, põhjustab detaili kokkupõrke hetkel nende plastilise deformatsiooni, detaili pinna pooride täitumise osakestega, osakeste kleepumise üksteise ja osa külge, mille tulemusena sellele moodustub pidev kattekiht. Metalliosakeste järjestikuse kihistamise abil on võimalik saada kattekiht paksusega üle 10 mm (tulekindlate materjalide puhul tavaliselt 1,0-1,5 mm ja madalalt sulavate materjalide puhul 2,5-3,0 mm).

Kaare saab toita vahelduvvoolu või alalisvoolu abil. Alalisvoolu kasutamisel põleb kaar pidevalt ja ühtlaselt, seetõttu on vahelduvvooluga võrreldes sulamisprotsess stabiilsem, tagatud on rakendatud metalli osakeste suur hajumine ja nende tekitatud katete tihedus.

Elektrikaariga pihustamiseks kasutatakse elektrilisi metalliseerijaid: tööpingid EM-6, MES-1, EM-12, EM-15 (märkimisväärse kogusega taastamistööd), mis on tavaliselt paigaldatud treipinkidele või spetsiaalsetele seadmetele või käsitsi (kaasaskantavatele) EM-3, REM-ZA, EM-9, EM-10 (vähese tööga).

Metalliseerimiseks vajalik täitematerjal, olenevalt katte otstarbest, on tavaliselt elektroodtraat (teras, vask, messing, pronks, alumiinium jne) (tabel 4.8) läbimõõduga 1-2 mm. Hõõrdumisvastaste kattekihtide saamiseks kasutatakse bimetallilist plii-alumiiniumtraati nende metallide massisuhtega 1: 1.

Traat peaks olema sile, puhas ja pehme. Jäik terastraat lõõmutatakse temperatuuril 800–850 ° C, millele järgneb aeglane jahutamine koos ahjuga. Vasest ja selle sulamitest valmistatud traadi jäikuse vähendamiseks on vaja kuumutamist temperatuurini 550-600 ° C, millele järgneb jahutamine vees.

Elektrikaare metalliseerimise peamisteks eelisteks on kõrge tootlikkus võrreldes teiste meetoditega (kuni 50 kg pihustatud materjali tunnis) ja lihtsad tehnoloogilised seadmed.

Selle puudused hõlmavad legeerelementide märkimisväärset (kuni 20%) läbipõlemist ja metalli suurenenud oksüdeerumist. Nende puuduste kõrvaldamiseks kasutavad nad põhjendatud juhtudel suruõhu asemel maagaas või süsivesinikkütuse põlemisproduktid, välja arvatud metallosakeste ja õhu vastasmõju (aktiveeritud metalliseerimise meetod). Samal ajal suureneb metallosakeste karbureerumise ja kõvenemise tõttu pihustatud kihi kõvadus.

Tabel 4.8

Elektroodtraadi materjal mitmesuguste katete jaoks

Kõrgsageduslik metalliseerimine

See meetod põhineb täitematerjali sulatamisel kõrgsagedusvooluga (200-300 kHz) induktsioonkuumutamisel ja sula metalli pihustamisel suruõhuga. Täitematerjalina kasutatakse süsinikterasest traati ja vardasid läbimõõduga 3–6 mm. Katteid kantakse kõrgsageduslike metalliseerijatega MVCh-1, MVCh-2 jne.

Täitematerjal 6 sulatatakse metallisaatori induktiivpoolis 4, mis on ühendatud kõrgsagedusliku voolugeneraatoriga. Rullid 7 juhivad täitematerjali pidevalt juhtmuhvi 8 kaudu ja kontsentraatori 3 olemasolu tõttu sulavad lühikese pikkusega. Kanalist 5 sulamistsooni sisenev suruõhk pihustab sula materjali ja kannab selle osakesed gaasi-metalli joana 2 pihustatud pinnale 1.

Joonis: 4.50. Pihustamise skeem kõrgsagedusliku meetodiga: 1 - pihustatud pind; 2 - gaas-metallist joa; 3 - voolukontsentraator; 4 - induktor; 5 - õhukanal; b - traat; 7 - etteanderullid; 8 - juhtmuhv

Võrreldes elektrikaarega vähendab kõrgsageduslik metalliseerimine legeerelementide läbipõlemist ja katte poorsust ning suurendab ka protsessi tootlikkust.

Kõrgsagedusliku metalliseerimise teel kasutatavatel katetel on täitematerjali soodsate sulamistingimuste tõttu parem struktuur ning füüsikalised ja mehaanilised omadused kui muude meetodite korral, välja arvatud plasma metalliseerimine. Need eelised tulenevad eelkõige asjaolust, et läbipõlemine peamine keemilised elemendid väheneb 4–6 korda, katte küllastumine oksiididega väheneb 2–3 korda ning see suurendab haardumistugevust ja vähendab täitematerjali tarbimist. Selle metallimismeetodi puuduseks on vajadus keerukamate tehnoloogiliste seadmete järele.

Plasma metalliseerimine

See on progressiivne katmismeetod, kus materjali sulatamine ja parandatavale pinnale viimine toimub plasmajoaga. Plasma on gaasi tugevalt ioniseeritud olek, kus elektronide ja negatiivsete ioonide kontsentratsioon on võrdne positiivselt laetud ioonide kontsentratsiooniga. Plasmajoa saadakse plasmat moodustava gaasi juhtimisel läbi elektrikaare, kui seda toidetakse alalisvooluallikast pingega 80-100 V.

Gaasi üleminekul ioniseeritud olekule ja selle lagunemisele aatomiteks kaasneb märkimisväärse hulga energia neeldumine, mis vabaneb plasma jahtumisel keskkonnaga ja pihustatud osaga vastastikmõju tagajärjel. See toob kaasa plasmajoa kõrge temperatuuri, mis sõltub gaasi praegusest tugevusest, tüübist ja voolukiirusest. Plasmat moodustava gaasina kasutatakse tavaliselt argooni või lämmastikku ning harvemini vesinikku või heeliumi. Argooni kasutamisel on plasmatemperatuur 15 000-30 000 ° C ja lämmastik - 10 000-15 000 ° C. Gaasi valimisel tuleks meeles pidada, et lämmastik on odavam ja vähem napp kui argoon, kuid selles elektrikaare süttimiseks on vaja palju suuremat pinget, mis toob kaasa kõrgendatud nõuded elektriohutusele. Seetõttu kasutatakse kaare süütamisel mõnikord argooni, mille jaoks kaare ergutus- ja põlemispinge on väiksem, ning pihustusprotsessis kasutatakse lämmastikku.

Pinnakate moodustub tänu sellele, et plasmajoa sisenev materjal sulatatakse ja kantakse kuuma gaasi voolu abil detaili pinnale. Metallosakeste lennukiirus on düüsist 50-80 mm osa pinnani 150-200 m / s. Rakendatud materjali kõrgema temperatuuri ja suurema lennukiiruse tõttu on plasmakatte osaga sidumistugevus suurem kui muude metalliseerimismeetodite korral.

Kõrge temperatuur ja suur võimsus võrreldes teiste soojusallikatega on plasma metalliseerimise peamine erinevus ja eelis, pakkudes protsessi tootlikkuse olulist kasvu, võimalust sulatada ja rakendada mis tahes kuumus- ja kulumiskindlaid materjale, sealhulgas kõvasulamid ja komposiitmaterjalid, samuti oksiidid, boriidid, nitriidid jne. teised, erinevates kombinatsioonides. Tänu sellele on võimalik moodustada erinevate omadustega mitmekihilisi kattekihte (kulumiskindlad, hästi sissetoodud, kuumuskindlad jne). Kvaliteetseimad pinnakatted saavutatakse isevoolavate pinnamaterjalide kasutamisel.

Plasmakatete tihedus, struktuur ning füüsikalised ja mehaanilised omadused sõltuvad kantud osakeste kantud materjalist, dispersioonist, temperatuurist ja kokkupõrkekiirusest taastatava osaga. Kaks viimast parameetrit esitatakse plasmajoa juhtimisega. Plasmakatete omadused suurenevad märkimisväärselt nende järgneva tagasivooluga. Sellised katted on tõhusad löökide ja suurte kontaktkoormuste vastu.

Toimimispõhimõte ja plasmatrooni seade on illustreeritud joonisel fig. 4.51. Plasmajoa saadakse plasmat moodustava gaasi 7 juhtimisel läbi elektrikaare, mis on loodud volframkatoodi 2 ja vaskanoodi 4 vahel, kui nendega on ühendatud vooluallikas.

Katood ja anood eraldatakse isolaatoriga 3 ja jahutatakse pidevalt vedeliku b (eelistatult destilleeritud veega) abil. Anood on valmistatud düüsi kujul, mille konstruktsioon tagab kokkusurumise ja plasmajoa teatud suuna. Kokkusurumist soodustab ka joa ümbritsev elektromagnetväli. Seetõttu väljub ioniseeritud plasmat moodustav gaas plasmapõleti otsikust väikese ristlõikega joana, mis tagab kõrge soojusenergia kontsentratsiooni.

Joonis: 4.51. Plasma pihustamise protsessi skeem: 1 - pulberdosaator; 2 - katood; 3 - isoleeriv tihend; 4 - anood; 5 - gaasi transportimine; 6 - jahutusvedelik; 7 - plasmat moodustav gaas

Kasutatavaid materjale kasutatakse teraliste pulbrite kujul, osakeste suurus on 50-200 mikronit, nöörid või juhtmed. Pulbri võib koos plasmat moodustava gaasiga juhtida plasmadüüsse või jaoturist 1 koos transportiva gaasiga 5 (lämmastik) gaasipõleti düüsi ning traat või nöör sisestatakse plasmapihustisse plasmapõleti düüsi alla. Enne kasutamist tuleb pulber kuivatada ja kaltsineerida, et vähendada poorsust ja suurendada katte nakkumist detailiga.

Plasmajoa ja selles sisalduvate sulametalliosakeste kaitset interaktsiooni eest õhuga saab teostada inertse gaasivoolu abil, mis peab ümbritsema plasmajoa. Selle jaoks on plasmatroonis põhikontsentrikus täiendav otsik, mille kaudu tarnitakse inertgaasi. Tänu sellele on pihustatud materjali oksüdeerumine, nitrideerimine ja süsiniku eemaldamine välistatud.

Vaadeldavas näites on toiteallikas ühendatud plasmatrooni (suletud ühendusahelaga) elektroodidega, seega on elektrikaar ainult plasmajoa loomiseks. Rakendatud materjali kasutamisel traadi kujul saab sellega ühendada ka toiteallika. Sel juhul moodustub lisaks plasmajoale plasmakaar, mis osaleb ka varda sulamisel, mille tõttu plasmapõleti võimsus suureneb märkimisväärselt

Kaasaegsetel plasmapindade installatsioonidel on elektroonilised süsteemid manipulaatorite ja robotitega varustatud protsessi parameetrite reguleerimine. See suurendab pihustusprotsessi tootlikkust ja kvaliteeti, parandab hoolduspersonali töötingimusi.

Leegi metalliseerimine

Leegiga katmise meetod seisneb pealekantud materjali sulatamises kõrgel temperatuuril leegiga, metalliosakeste pihustamisega ja ülekandmisega detaili eelnevalt ettevalmistatud pinnale suruõhu või inertse gaasi joaga. Hapnikuga segatud põlevate gaaside leegitemperatuur jääb vahemikku 2000-3200 ° C. Leegi metalliseerimiseks kasutatakse materjale traatide, pulbrite ja nööride kujul. Nöörid koosnevad pulbrilisest täiteainest materjali kestas, mis põleb täielikult välja gaasileegis.

Metall sulatatakse redutseeriva leegi abil, mis võimaldab võrreldes elektrikaarmetalliseerumisega vähendada legeerelementide läbipõlemist ja materjali dekarburatsiooni ning seeläbi parandada katte kvaliteeti. Leegi metalliseerimise eeliseks on ka metalli suhteliselt väike oksüdeerumine väikestesse osakestesse pihustamisel, mis tagab katte suurema tiheduse ja tugevuse. Selle meetodi puuduseks on pritsimise madal tootlikkus (2–4 kg metalli tunnis) ja pindamaterjalide suurem hind.

Sõltuvalt detaili eesmärgist, materjalist ja töötingimustest kasutatakse restaureerimisel erinevaid leegi metalliseerimise meetodeid.

Baarimaterjalidest pihustamine leegiga... Täitetraat 3 sulatatakse põleva gaasi (atsetüleen või propaan-butaan) ja hapniku segu leegi 7 abil, mis juhitakse segamiskambrisse 1 vastavalt kanalite 5 ja 2 kaudu. joa 8 metallist ja viib need pihustatud pinnale 9.

Põletid võivad olla käsitsi või masinaga. Traadipõletites kasutatakse traati läbimõõduga 1,5 kuni 5,0 mm.

Joonis: 4.52. Metallimine traatmaterjaliga; 1 - segamiskamber; 2 - hapnikuvarustuskanal; 3 - traat; 4 - juhend; 5 - atsetüleeni toitekanal; 6 - õhukanal; 7 - leek; 8 - gaas-metallist joa; 9 - pihustatud pind

Pulbermaterjalide pihustamine leegiga... Seda metallimismeetodit kasutatakse laialdaselt tänu sellele, et pulbriliste materjalide kasutamine annab täiendavaid eeliseid. Need sisaldavad:

- protsessi suur paindlikkus, mis väljendub võimaluses katteid paigaldada erineva mõõtmega toodetele;

- pole mingeid piiranguid kattematerjalide ja osade kombinatsioonidele, mis võimaldab taastada laiema valiku ja otstarbega osi;

- katmisprotsessi väiksem mõju detaili materjaliomadustele jne.

Võlli ja kehaosade kulunud istumispinnad puutuvad kokku leegi pihustamisega.

Sõltuvalt remonditava detaili eesmärgist ja materjalist, selle töötamise tingimustest, katte ja täiendava töötlemise nõuetest, leegi katmise meetoditest.: tagasivool ja tagasivool, mida saab teostada nii pihustusprotsessi ajal kui ka pärast seda. (vt tabelit)

Sõltuvalt kasutatud pihustusmeetodist kasutatakse sobivaid pulbrilisi materjale (vt tabelit).

Leegi pihustamine ilma järgneva tagasivooluta Seda kasutatakse deformeerimata osade taastamiseks kulumisega kuni 2,0 mm ja mitteväärismetalli säilinud struktuuriga, mis töö ajal ei puutu kokku löökide, vahelduvate koormuste ja kõrgtemperatuurse kuumutamisega. Pinna oksüdeerumise vältimiseks kuumutatakse osa atsetüleeni liiaga taskulambiga. Terasdetaile kuumutatakse temperatuurini 50-100 ° C, pronksi ja messingist - kuni 300 ° C.

Pihustamine ilma tagasivooluta toimub kahes etapis: esiteks kantakse aluskiht (PT-NA-01 pulber) ja seejärel põhikiht (PT-19N-01 pulber või teised). Põhikiht kantakse mitmel korral, samal ajal kui katte paksus ei tohiks ületada 2,0 mm külje kohta. Kujulisi ja lamedaid osi pihustatakse käsitsi ning "võlli" tüüpi pihustatakse käsitsi või automaatse metalliseerija etteandega mehhaniseeritud seadmetele.

Sulatus on vajalik löökkoormusel töötavate metalliseeritud kattekihtide puhul, kuna mitteväärismetalliga haardumise tugevuse tõttu võivad sulamata katted praguneda ja ketenduda. Sulatavad katted peaksid sisaldama materjale, mis niisutavad detaili pinda hästi ja millel on isevoolav omadus, näiteks niklipõhised pulbrisulamid.

Katte sulamisel tekkinud vedel faas soodustab difusiooniprotsesside intensiivistumist selle ja detaili metalli vahel. Selle tulemusena suureneb sidemete tugevus, löögitugevus, kulumiskindlus ja kattematerjali tihedus. Tagasivooluks kasutatakse erinevaid soojusallikaid (atsetüleeni-hapniku leek, plasmakaar, kõrgsageduslikud voolud, laserkiir, kaitsva redutseeriva atmosfääriga ahjud jne). Tagasivoolutemperatuur ei tohiks ületada 1100 ° С. Reflow tehnoloogia peaks välistama katte ülekuumenemise ja ketendamise. Pärast tagasivoolu jahutatakse osa koos sobivalt kuumutatud ahjuga.

Pihustamine, millele järgnes tagasivool Seda kasutatakse "võlli" tüüpi osade taastamiseks, mille katte paksus on kuni 2,5 mm. Tagasivool viiakse läbi kohe pärast pihustamist. Pihustatud ala kuumutatakse kuni katte sulamiseni, mille tulemuseks on läikiv pind. Sulanud kattekihtide kõvadus sõltub pulbri kvaliteediklassist. Need on vastupidavad korrosioonile, hõõrdumisele, kõrgel temperatuuril ja neid saab kasutada vahelduva ja kontaktkoormusega töötavate osade jaoks.

Gaasipulbri pihustamise skeem ilma tagasivooluta on näidatud joonisel fig. 4.53.

Joonis: 4.53. Pulbermaterjali leegiga pihustamise skeem kandegaasi abil: 1 - hapniku segu põleva gaasiga; 2 - gaasi transportimine; 3 - pihustatud pulber; 4 - düüs; 5 - tõrvik; 6 - kate; 7 - substraat

Pihustamine samaaegse tagasivooluga (gaasipulbrist pindamist) kasutatakse kuni 3-5 mm kohaliku kulumisega osade taastamiseks, mis töötavad vahelduva ja löökkoormuse all, malmist, konstruktsioonilistest, korrosioonikindlatest terasest ja muudest materjalidest.

Samaaegse tagasivooluga pulberkatte paigaldamise aluseks on tüüpiline keevituspõleti, mida täiendab seade pulbri sisestamiseks gaasileeki. Pritsimisjaamad erinevad mehhaniseerituse astmest (käsitsi ja masinaga), võimsusest (väga väike, madal, keskmine ja suur võimsus), pulbri tarnimise meetodist (sissepritsimine ja mittepritsimine).

Leekkattega osade taastamise tehnoloogiline protsess hõlmab tavaliselt järgmisi toiminguid:

- taastatud osa eelsoojendamine temperatuurini 200-250 ° С;

- aluskihi kasutamine aluskihtide kehtestamise aluseks;

- nõutavate füüsikaliste ja mehaaniliste omadustega peamise kattekihi pealekandmine;

- pealekantud kihi mehaaniline töötlemine ja katte kontroll.

Kui kõik muud asjad on võrdsed, mõjutavad osa eelsoojendamine ja aluskiht katte nakkuvust mitteväärismetalliga. See sõltub ka pihustamise jaoks pinna ettevalmistamise meetodist, termoregulatsioonipulbrite kasutamisest, leegi efektiivsest võimsusest, pihustusprotsessi meetodist ja parameetritest, pindaktiivsete lisandite olemasolust kattematerjalis, kasutatavatest seadmetest ja muudest teguritest.

Kuni 40 HRCe kõvadusega pihustatud kattekihtide töötlemine toimub karbiidist tööriistade ja ülikõrgetest materjalidest tööriistade abil. Pööramist on soovitatav pöörata järgmises järjestuses: katte servades viilimine; pealekantud kihi soone katte keskelt kuni detaili otsteni kuni rakendatud kihi ebatasasuste kõrvaldamiseni või taastatud pinna lõpliku töötlemiseni vajaliku täpsuse ja karedusega.

Pritsitud pindu töödeldakse ka vastavatel masinatel lihvimisega (silindriline lihvimine, lihvimine sees, pinna lihvimine). Sellisel juhul on hädavajalik kasutada jahutusvedelikku, näiteks 2-3% sooda lahust. Lihvimine toimub vahetult pärast katmist või pärast eelnevat treimist. Pihustatud kattekihtide lihvimine kõvadusega kuni 60 HRCe viiakse läbi ränikarbiidist või valgest elektrokorundist ratastega ja üle 60 HRCe kõvadusega - teemantratastega.

Detonatsioonikate

Metalliseerimisprotsess toimub seda tüüpi pihustamisel detoneerimise käigus eralduva energia tõttu - lõhkematerjali keemilise muundamise protsess, mis toimub väga õhukese kihina ja levib lõhkeaine kaudu kujul eriline liik leek ülihelikiirusega (gaasisegudes 1000-3500 m / s).

Metalliseerimisettevõtted kasutavad lõhkeainena hapniku ja atsetüleeni segu, mille detoneerimine on omamoodi gaasikütuse põletamine. Selle käigus vabanenud gaasisegu potentsiaalne energia tekitab lööklaine ja hoiab selles kõrget temperatuuri (üle 5000 ° C) ja rõhku (mitukümmend GPa). Detonatsiooni allikaks on tavaliselt termiline mõju gaasisegule (elektrisäde).

Plahvatustsooni sisenevad pulbermaterjalid kuumutatakse temperatuurini üle 3500 ° C ja liiguvad koos detonatsiooniproduktidega suurel kiirusel, mis tünnist väljumisel on 800–900 m / s. Niisiis paiskub plahvatuslaine kattematerjali töödeldud pinnale ülehelikiirusel.

Praktikas tekivad detonatsioonikatted hapniku ja atsetüleeni segu perioodiliselt tekitatud plahvatuste energia tõttu. Paigaldus (püss) detonatsioonipihustamiseks (joonis 4.57) sisaldab: põlemiskambrit, mis on valmistatud koos vesijahutusega tünniga 5; süüteseade (elektriline küünal) 2 koos toiteallikaga 3; hapniku- ja atsetüleenivarustusseade 1, pulberdosaator 4.

Joonis: 4.57. Paigaldusskeem detoneerimismeetodil pihustamiseks: 1 - seade gaasisegu tarnimiseks; 2 - elektriline küünal; 3 - toiteallikas; 4 - pulbri jaotur; 5 - pagasiruumi; 6 - substraat; 7 - detail; 8 - kate; 9 - pulber

Pihustatud osa 6 paigaldatakse tünni servast 70-150 mm kaugusele. Katmise käigus toimuvad järjestikku järgmised: hapnikuga ja atsetüleeniga varustamine põlemiskambrisse; söötmine jaoturist lämmastikuvoolus teatud summa pihustatud pulber; hapniku ja atsetüleeni segu süttimine elektrilise sädemega; gaasisegu põlemine, pulbrilöök tünnist pihustatud pinna suunas. Pulber ja gaasid suunatakse püssitoru automaatselt. Gaasiventiilide kaitse plahvatuse eest ja tünni puhastamine põlemisproduktide eest tagatakse lämmastiku tarnimisega sellele.

Kirjeldatud tsüklit korratakse tavaliselt sagedusega 3-4 Hz, mida saab suurendada kuni 15 Hz-ni. Iga plahvatuse korral kantakse kate pinna piiratud alale, nii et osa liigutamisel püssi suhtes moodustub pidev kate. Kate on valmistatud täielikult sula pulbriosakestest või sulatatud või mitteosakeste osakeste segust. Suur kiirus löögi hetkel ja kõrge temperatuur interaktsioonitsoonis põhjustavad pulbri keevitamist detaili pinnale. Hoolimata detonatsiooniproduktide ja pulbriosakeste kõrgest temperatuurist kuumutatakse kattekiht kuni 200 ° C-ni.

Erinevalt gaasileegi ja plasma meetoditest moodustuvad detonatsioonikatted suurematel osakeste kiirustel ja suuremate sulamata pulbriosakeste olemasolul. Esimesel kattekihil poorid praktiliselt puuduvad (poorsus alla 0,5%) ja selles moodustunud üksikute pooride maht väheneb või kaob järgnevate kihtide moodustumisel.

Samuti on detoneerimiskatetel mitteväärismetalliga suur haardumistugevus (kuni 20 GPa). See on tingitud asjaolust, et vaatamata detaili pinnakihi madalale üldtemperatuurile (200–250 ° C) jõuab pealekantud ja mitteväärismetallide üksikute kokkupuutepunktide temperatuur terase sulamistemperatuurini. Seetõttu sulatatakse need metallid kokku ja moodustatakse tugev side.

Puhaste metallide pulbrid pihustatakse detoneerimismeetoditega - Ni , Al, Mo, oksiidid, karbiidid, nitriidid jne. Detonatsioonikatete paksus on tavaliselt 40–220 mikronit. Õhematel kattekihtidel on väiksem kulumiskindlus. Kattekiht koosneb kolmest tsoonist: üleminekutsoon paksusega 5-30 µm määrab katte nakkumistugevuse aluspinnaga; põhitsoon, mille paksus olenevalt katte otstarbest on 30-150 mikronit; 10–40 µm paksune pinnatsoon, mis tavaliselt töötlemise käigus eemaldatakse.

Detoneerimiskatte tehnoloogiline protsess hõlmab pihustatud pinna ja pulbri ettevalmistamist; katte pealekandmine ja kvaliteedikontroll; töötlemine ja kattekihtide kvaliteedi kontroll pärast töötlemist.

Tugeva sideme moodustamiseks detaili materjalide ja katte vahel on soovitatav rakendada vahekiht - substraat. See on vajalik siis, kui katte ja detaili materjali haardumine on nõrk, kui katte ja detaili materjalide soojuspaisumistegurite väärtused erinevad oluliselt ja kui osa töötab muutuva temperatuuriga tingimustes. Vahekihi paksus on 0,05-0,15 mm. Selle rakendamiseks kasutatakse nikroomi, molübdeeni, nikli-alumiiniumsulamite, terase 12X18H9 jt pulbreid. Osade pinna alad, millele kattekihti ei rakendata, kaetakse õhukestest metallist lehtedest valmistatud ekraanidega.

Pritsimiskaugus määratakse sõltuvalt materjalist, detaili suurusest ja kujust, materjalist ja nõutavast katte paksusest vahemikus 50-200 mm. Nõutav kattekihi paksus saadakse pihustamistsüklite korduva kordamise teel. Kahe tsükli vahelise osa nihe ei tohiks ületada 0,5 tünnis oleva ava läbimõõdust.

Termiliste pihustuskatete omadused

Koostöös atmosfääri hapnikuga oksüdeeruvad metalliosakesed. Saadud oksiidkile eraldab need ja hoiab ära osakeste tugevate metallisidemete moodustumise aluse ja omavahel. Märkimisväärse oksiidide ja räbu lisamise tõttu on kate heterogeenne,poorne struktuur... Tavaliselt on tihedus 80–97%. Katted firmalt Al 2 O 3 ja Zr0 2 poorsus on 10-15%. Isevoolavate nikli-alussulamkattete poorsus võib olla alla 2%.

Metallist kattekiht on piisavhabras pihustatud materjali väikese tõmbetugevuse ja väikese väsimustugevusega (teraste tõmbetugevus keskmiselt 10–12 MPa). Seetõttu ei suurenda kate detaili tugevust, vaidselle väsimusjõud isegi väheneb, mis on seotud eelkõige täiendavate pingekontsentraatorite moodustumisega detaili pinnale selle metalliseerimiseks ettevalmistamise ajal. Sellega seoses ei tohiks metalliseerimist kasutada väikse ohutusvaruga osade taastamiseks.

Katvust iseloomustab suhteliseltnõrk sideme tugevus mitteväärismetalli ja osakestega üksteisega, kuna ilma spetsiaalse täiendava efekti kasutamiseta määratakse see üksteisega kokkupuutuvate alade vastastikmõjude molekulaarjõudude ja pihustatud osakeste puhtmehaanilise nakkumise teel detaili pinna ebatasasustega. Üksnes osades saab detaili metalli külge keevitada üksikuid osakesi. Seetõttu on näiteks katte (MPa) haardumistugevus elektrometalliseerimise ajal 10-25, leegiga - 12-28, plasmaga kuni 40. Sellega seoses ei kasutata metalliseerimist suure nihkepingega töötavate osade (hammasrattad, nukid) taastamiseks ja teised), mis puutuvad kokku löögikoormustega, samuti väikese pindalaga pindadel, mis tajuvad olulisi koormusi (niidid, sooned jne).

Spetsiaalsed meetodid katte aluspinnale nakkumise suurendamiseks hõlmavad järgmist: detaili eelsoojendamine temperatuurini 200-300 ° C, vähesulavate või tulekindlate materjalide vahekihi (alamkihi) paigaldamine ja katte sulatamine.

Pihustatud kattedtöötavad hästi kokkusurumiseks... Näiteks teraskatte lõplik survetugevus on 800–1200 MPa, mis on kõrgem kui malmist.

Kõvadus Metalliseeritud kiht on tavaliselt kõrgem kui algmetalli kõvadus, mis on tingitud pealekandmise ajal materjali kõvenemisest metalliseerimise ajal, pinnale põrkumisel ülekantud metallosakeste töökõvastumisest ja moodustunud kihis oksiidkilede olemasolust.

Kuid tema kulumiskindlus see ei ole seotud kõvadusega ja kuiva hõõrdumisega võib see olla 2–3 korda väiksem kui detaili metallil, seetõttu ei saa metalliseeritud katteid kasutada kaaslastes, kes töötavad ilma määrimiseta või perioodiliselt tarnitava määrdeainega. Kuid määrimise juuresolekul tagavad metalliseeritud katted madalama hõõrdeteguri paarides ja suurema osade kulumiskindluse. See on tingitud asjaolust, et poorsuse tõttu neelab metalliseeritud kiht õli kuni 9% selle mahust. Seega täheldatakse katte isemäärimise mõju. Kui määrdeaine varustus on ebapiisav või kui see ajutiselt katkeb, toimub kinnipidamine palju hiljem kui metalliseerimata pinnal. Tulekindlast materjalist plasmakatetel on märkimisväärne kulumiskindlus, mis on tingitud nende füüsikalistest ja mehaanilistest omadustest.

Abrasiivse kulumise tingimustes on niklil ja A-l põhinevatest isevoolavatest sulamitest valmistatud kattekihtidel kõrge vastupidavusl 2 O 3

Eelkõige on isevoolavatest niklipõhistest sulamitest (SNGN) valmistatud kattekihtide kulumiskindlus 3,5–4,6 korda suurem kui karastatud terasel 45. Tina-plii-vask pseudosulamite kattekihtidel on liuglaagrite korral head hõõrdumisvastased omadused.

Korrosioonikindlate kattekihtide loomiseks kasutatakse tavaliselt alumiiniumi, tsinki, vaske, kroom-niklit ja muid sulameid. Katete poorsuse tõttu ei tohiks nende paksus tsingil olla väiksem kui 0,2 mm; 0,23 mm - alumiiniumi jaoks; 0,18 mm - vase jaoks; Roostevabast terasest 0,6-1,0 mm.

Küpsetuspulbervärvid

Küpsetamine Kas detaili pinnal on metallkatte saamine, sealhulgas pulbrikihi pealekandmine ja kuumutamine temperatuurini, mis tagab pulbrimaterjali paagutamise ja detailiga tugeva difusioonisideme moodustumise. See meetod põhineb pulbermetallurgia tehnoloogilistel meetoditel.

Tugeva kihi saamiseks detaili pinnal, millel on alusega usaldusväärne nakkumine, on vaja aktiveerida detaili, pulbri või mõlema komponendi pind. Kõige kättesaadavamad ja tõhusamad on järgmisedaktiveerimise tüübid: keemiline, termiline (kiirendatud kuumutamine ja lisaainete lisamine, mis vähendavad sulamistemperatuuri pulbri ja detaili kokkupuutepunktides), jõud (pulbri ja detaili vahel usaldusväärse kontakti loomine).

Millal keemiline aktiveerimine aktiivsed lisandid sisestatakse laengusse, tavaliselt dispergeeritud pulbri kujul (boor, räni, fosfor, nikkel jne), mis on ühtlaselt jaotunud pealekantud pulbrisse. Need vähendavad metalli oksüdeerumist ja lagundavad oksiidkileid.

Termiline aktiveerimine koosneb kiirendatud kuumutamisest, et aktiveerida difusiooniprotsesse ja luua lühiajaliselt kohalikes tsoonides sulamistemperatuuri ületavaid temperatuure. Sellisel juhul kasutatakse vedeliku faasi väljanägemise temperatuuri vähendamiseks lisaaineid (reeglina koos keemilise aktiveerimisega), mis moodustavad madala sulamistemperatuuriga eutektika. Induktori kõige tõhusam ja tehnoloogilisem küte kõrgsagedusvoolude abil. Lühiajalise kuumutamise tõttu temperatuurini, mis tagab küpsetamise, väheneb pulbri ja selle osa oksüdeerumine, mis välistab vajaduse kasutada kaitsvat redutseerivat keskkonda või vaakumit.

Toite aktiveerimine see on vajalik juhtudel, kui ilma pulbriosakeste üksteise ja detaili pinnaga nõuetekohase nakkumiseta ei ole võimalik küpsetamiseks vajalikke tingimusi luua. Jõu aktiveerimine aitab suurendada katte tihedust ja kiirendab oluliselt pulbriosakeste ja detaili vahelisi difusiooniprotsesse. Praktikas kasutatakse jõu aktiveerimiseks järgmist: staatilise koormuse rakendamine samaaegse kuumutamisega, paagutamine vibratsiooni rakendamisega, rõhk tsentrifugaaljõudude abil.

Keemilise, termilise ja elektrilise aktiveerimise samaaegne kasutamine võimaldab saada kõrgeima kvaliteediga katteid.

Elektrokontakti vallandamine... Praktikas kasutatakse tavaliselt voolu aktiveerimisega elektrilist kontakttulistamist. Katmisprotsess viiakse sel juhul läbi järgmiselt. Pulber tarnitakse detaili pinnale, mis surutakse selle vastu kontaktkeevitusmasina elektroodi (tavaliselt rull) abil. Elektrivoolu impulsside mõjul kuumutatakse pulber temperatuurini 0,9-0,95 selle sulamistemperatuurist. Kuumutamine toimub energia tõttu, mis vabaneb elektrivoolu läbimisel aktiivtakistuse kaudu, mis moodustub pulbriosakeste, detaili pinna ja elektroodi kokkupuutel.

Elektroodi küljelt avaldatava surve mõjul deformeeruvad pulbri plastosakesed, paagutatakse omavahel ja detaili pinna vahel. Pinnakate moodustub difusioonivaba kivistumisprotsessi ning difusiooni paagutamise ja keevitamise protsesside tulemusena.

Küpsetamisprotsess on varustatud järgmiste parameetritega: voolutugevus kuni 30 kA, pinge 1-6 V, voolu impulsi kestus 0,01-0,1 s, rõhk pulbril kuni 100 MPa.

Suure jõudlusega ja väikese energiatarbega elektrokontaktpõletuse meetod tagab pealekantud pulbrikihi haardumistugevuse 150–200 MPa suurusele osale, loob osale väikese kuumusest mõjutatud tsooni, ei nõua kaitsva atmosfääri kasutamist ning sellega ei kaasne valguse ja gaasi eraldumist. Legeeritud pulbreid kasutatakse katte nõutava poorsuse, kõvaduse ja kulumiskindluse tagamiseks.

Puudused See meetod peaks hõlmama katteomaduste ebastabiilsust detaili pikkuses koos elektroodi (rulli) traditsioonilise (silindrikujulise) kujuga, mille põhjustab pulbri ebaühtlane kuumenemine selle laiuses. Kui rulli keskmise osa all, kus pulbrile avaldatav rõhk on maksimaalne, võib see enne sulamist üle kuumeneda, siis äärmuslike sektsioonide all võib kuumutamistemperatuur olla kvaliteetse küpsetamise jaoks ebapiisav, mis võib ladestunud kihi töötamise ajal välja kiibistuda.

Pulbri ebaühtlane kuumenemine on antud juhul tingitud selle voolavusest, mille tõttu on pulbrikihi tihedus ja seetõttu selle elektritakistus mööda rulli laiust muutuv. Pulbri kuumenemise stabiliseerimiseks piki rulli laiust muudetakse selle välimine kontaktpind nõgusaks.

Valgevene Riikliku Teaduste Akadeemia INDMASHi välja töötatud küpsetusmeetodit kasutatakse tööstuses üha laialdasemalt, kus jõu aktiveerimine toimub tsentrifugaaljõudude abil ning pulbrit ja osa kuumutatakse küpsetamise ajal induktiivmeetodil.

Selle küpsetusmeetodi oluline eelis on see, et tänu tsentrifugaaljõudude mõjule pulbri igale osakesele tagatakse katte kvaliteetne vormimine kogu detaili pinna ulatuses samaaegselt. Lisaks iseloomustab katte samaaegset kuumutamist ja moodustumist selle paagutusprotsessi kõrge tootlikkus koos detaili ja pulbri pinna minimaalse oksüdeerumisega.

Silindriliste osade sise-, välimisele ja otsapinnale kantakse hõõrdumis- ja kulumiskindlad katted induktsioontsentrifugaalse paagutamise teel laias diameetrivahemikus. Selleks kasutatakse spetsiaalseid tsentrifugaalseadmeid. Detaili pööramine toimub tavaliselt ümber horisontaaltelje koos induktiivpooli välise asukohaga, mis võimaldab saada detaili pikkuse ulatuses ühtlase kattekihi paksuse ja katta väikese läbimõõduga aukudesse.

Vastavalt tüüpilisele augus tsentrifugaalinduktsiooni paagutamise tehnoloogilisele protsessile asetatakse osa "hülssi" tüüpi terasest kaitsekestasse, auku valatakse pulbri ja voo segu ning auk suletakse detaili mõlemast otsast mittekleepuvate tihendite ja kaantega.

Sel viisil kokku pandud seade on fikseeritud tsentrifugaalseadme spindlile, pakkudes selle esialgset vajalikku asendit induktori suhtes. Seejärel suunatakse spindel pöörlema \u200b\u200bja induktori toiteahel lülitatakse sisse. Osa kuumutamistemperatuuri reguleerib sobiv süsteem.

Pärast pulbrimaterjali paagutamist ja katte küpsetamist lülitatakse induktor välja, säilitades spindli pöörlemise. Pööramine peatatakse, kui osa jahutatakse temperatuurini 350–600 ° C, mille järel seade eemaldatakse paigaldusest ja jahutatakse looduslikule temperatuurile. Saadud kate töödeldakse vajaliku suurusega.

Viimastel aastatel on nõudlus elektrikaare metalliseerimise järele suurenenud. Elektrikaare metalliseerimine (EDM) on kõigi teadaolevate metallkatte meetoditega võrreldes laialdased võimalused. EDM-i kasutades saate seda teha üksikasjad taastada lai valik masinaid erinevates tööstusharudes ja põllumajandus, suhkrutehaste, torude, mahutite ja muude metallkonstruktsioonide pikaajaliste alumiiniumi ja tsingi difusiooniüksuste pakkumiseks, et saada pseudosulamitest katteid, näiteks alumiiniumist ja terasest, vasest ja terasest, pronksist ja terasest, samuti värviliste metallidega dekoratiivkatteid (vask, pronks, messing) , alumiinium).

Kaarmetallisatsiooni skemaatiline diagramm on näidatud joonisel fig. Põleti kahe kanali kaudu toidetakse pidevalt kahte traati, mille otste vahel lööb kaar ja traat sulab. Sulatatud metalli korjab suruõhuga välja keskdüüs elektrometallisaatorja peene pihustina kantakse alusmaterjali pinnale. Sulatatud metalli pihustamine ja transportimine toimub tavaliselt suruõhuga, ehkki 308 korrosioonikindla terase ja alumiiniumsulamiga pihustamiseks kasutatakse lämmastikku. Millal kaarega pihustamine alalisvoolul on protsess stabiilne, pakkudes peeneteralise struktuuriga kattekihti protsessi kõrge tootlikkusega. Seetõttu kasutatakse kaare pihustamiseks praegu pinge stabilisaatoriga alalisvooluallikaid või veidi suureneva karakteristikaga allikaid.

Kaare metalliseerimine on järgmised eelised. Võimsate elektrometalliseerimisjaamade (elektrikaarmetallisaator) kasutamine võib oluliselt suurendada protsessi tootlikkust ja vähendada vajalikku aega. Näiteks praeguse tugevusega 750 A saate pihustada terasest kate võimsusega 36 kg / h ja voolutugevusega 500 A - tsinkkate tootlikkusega 1,2 kg / min, mis on mitu korda suurem kui leegi pihustamise tootlikkus.

Kaarega pihustamise puudused hõlmavad pihustatud materjali ülekuumenemise ja oksüdeerumise ohtu pihustatud traadi etteandmisel väikestel kiirustel. Pealegi, suur hulk kaarepõletamisel eralduv soojus viib pihustatud materjali moodustavate legeerelementide märkimisväärse läbipõlemiseni (näiteks süsinikusisaldus kattematerjalis väheneb 40–60% ning räni ja mangaan - 10–15%).

Kui detaili pinnale kantakse kattekiht, ei põhjusta selle kuumutamine temperatuurini 50–70 ° C detaili metallis mingeid struktuurimuutusi, see tähendab, et selle mehaanilised omadused säilivad, nii et kattekihti saab rakendada mis tahes materjalile: metallile, plastile, puidule, kummile jne Metalliseerimine tagab pihustatud kihi kõrge kõvaduse, mis aitab kaasa taastatud osade tööea pikenemisele. Tolmuge mitmesuguseid metalle. Näiteks võib kasutada pihustamiseks bimetalliline alumiiniumist ja pliist valmistatud traat, mis võimaldab lisaks kallitele plekist babbittide ja pronkside asendamisele ka laagrite tööiga oluliselt pikendada.

Kuid kandideerimine metalliseerimine, tuleb meeles pidada, et detaili pinnale kantud metalliseeritud kiht ei suurenda selle tugevust. Seetõttu ei tohiks metalliseerimist kasutada nõrgestatud sektsiooniga osade taastamiseks. Dünaamiliste koormuste mõju all olevate osade, samuti ilma määrdeaineteta hõõrdumisel töötavate osade taastamisel on vaja teada, et pihustatud kihi adhesioon detaili mitteväärismetalliga on ebapiisav.

Saamine kvaliteetsed katted on võimalik ainult režiimidest rangelt kinni pidades ja metalliseeruvate osade pindade hoolikalt ette valmistades.

Osade pinna metalliseerimiseks ettevalmistamisel tehakse üksikud toimingud järgmises järjestuses: puhastage osi mustusest, kiledest, oksiididest, määrdeplekkidest, niiskusest ja korrosiooniproduktidest; teostage eeltöötlus, lõigates pinna, et anda sellele õige geomeetriline kuju; saada osade pindadele sadestunud metallikihi hoidmiseks vajalik karedus; tagage metalliseerimisele mittekuuluvate osade külgnevate pindade kaitse.

Olemasolevate osade pinnad metalliseerimine, puhastatakse pesumasinate mustusest, harjadega, pestakse bensiinis või lahustites, kuumutatakse ahjudes gaasipõleti või põletipõleti leegiga. Lõikamise abil korrigeeritakse detaili geomeetrilist kuju ja viiakse detaili mõõtmed suuruseni, mille võrra on võimalik rakendada etteantud paksusega katteid. Silindriliste pindade otstes jäetakse helmed ja lukud töödeldakse rõngakujuliste soonte kujul, mis kaitsevad katet hävimise eest.

Nõutav karedus metallitavate osade pinnal saadakse järgmistel viisidel. Kruvilõikamise treipingi termiliselt töötlemata ümmarguse osa pinnal lõigake Rebenenud niit suure üleulatusega paigaldatud lõikur detaili telje alla 3 - 6 mm. Lõikuri vibreerimise tagajärjel tekib karedus, katkine pind. Niit lõigatakse lõikekiirusel 8 - 10 m / min (ilma jahutamiseta) ühe lõikuri lõikes 0,6 - 0,8 mm sügavusele. Keerme samm on 0,9 - 1,3 mm, viskoossete ja pehmete materjalide puhul - 1,1 - 1,3 mm. Fileele ei lõigata niite. Lõikurist väljumiseks niitide lõikamisel ja katte tükeldamise kõrvaldamiseks detaili otsas tehakse ringikujulised sooned, mille sügavus peaks olema 0,2–0,3 mm suurem kui keerme sügavus. Mõnel juhul asendatakse rõngakujulised sooned karmi pööramisega, jättes helmed laiuseks 1 - 2 mm. Tabel 31 näitab mõningaid räsitud niitide lõikamise režiime.

Keermestamine asendatakse sageli produktiivsema protsessiga - rihveldatud niit... Mitteväärismetalli sidumistugevus kattega halveneb mõnevõrra.

Elektriseadmetega pihustamise efektiivsus sõltub kasutatavast materjalist. Kui pihustusrežiim on valitud õigesti, siis kattekihi paksusega 0,5 - 0,7 mm kuumutatakse pinnakiht temperatuurini 70 ° C; katte paksusega 2 - 3 mm või rohkem, ulatub selle kihi temperatuur 100-150 ° C-ni. Kuumutamine võib põhjustada kõrgeid pingeid. Osa kuumutamise vähendamiseks kantakse kattekiht õhukeste kihtidena eraldi aladele. Niisiis, pihustades 150 mm läbimõõduga ja nende kaelade märkimisväärse pikkusega võllide kaela, pihustatakse ühe käiguga pind, mille pindala ei ületa 800 - 1000 mm 2.

Katte kõvadus Seda saab kontrollida lähtematerjali valimisega või jahutusrežiimiga katmisprotsessi ajal.

Nagu varem öeldud, tehnoloogiline protsess Kattekiht varieerub detaili kujust. Lameda pinnaga osad kaetakse tavaliselt käsitsi. Mõnel juhul kasutatakse pihustatud materjali pealekandmiseks metallilõikamismasinaid. Lamedate osade katete pihustamisel tekivad mitmed raskused, mis on peamiselt tingitud jääktõmbepingete ilmnemisest, mis kipuvad katte detaililt lahti rebima. Kui kihi paksus on üle 0,3 mm, võib kate lamedate pindade otstest rebeneda.

Spetsiaalne, et vältida katte purunemist või purunemist mööda tasase pinna välimist perimeetrit sooned.

Lameda osa ettevalmistamine kattekihtide jaoks seisneb "rebenenud" soonte lõikamises höövelmasinadvõi kareda, karestatud pinna loomine elektriliste meetoditega. Väikeste lamedate osade pindadel lõigatakse treipingidel või pöörlevatel treipingil "rebenenud" sooned Archimedese spiraali kujul. Ümardatud lõikuritega höövlitel saab lõigata paralleelseid soone ja veeretada sooneid. Valtsitud pinnad on liivapritsiga. Sooned peaksid olema risti koormuse suunaga.

Pinnakihi paksusega üle 0,5 mm seisneb detaili ettevalmistamine 2–3 mm astmeliste sõrmjoonesoonte lõikamises või naastude paigaldamises (malelauamustris) peitliga lüngad.

Kompleksse kujuga osade jaoks kasutatakse pragude, õõnsuste ja lamedate osade tihendamiseks liivapritsitööd kuiva kvartsliivaga osakeste suurusega 1,5 - 2 mm.

Mõnel juhul saadakse karedad pinnad 0,5 - 1,6 mm läbimõõduga traadi, mis on skaalalt puhastatud, kerimisel detailile, mille samm on võrdne kahe kuni viie traadi läbimõõduga. Keermestatud traat kinnitatakse keevitamise teel, pärast mida viiakse läbi liivaprits.

Saamise eest kõrge kvaliteet pihustatud metalljoa suunatakse toorikuga risti ja vahemaa metalliseerimisotsikust toorikuni (toorik) hoitakse 150-200 mm piires. Esiteks kantakse metall teravate üleminekutega detailide osadele, nurkadesse, fileedesse, servadesse ja seejärel metalliseeritakse kogu pind, suurendades ühtlaselt metalli. Lõpliku töötlemise käigus saadakse pihustatud metallpindade nõutavad mõõtmed, viimistluse kvaliteet ja õige geomeetriline kuju.

Kulunud osade metalliseerimise teel taastamise tööd on seotud ümbritseva õhu saastumisega tolmu ja pihustatud metalli aurudega, elektrikaare toimega, samuti seadmete tekitatava müraga. Töökojas või suletud ruumis metalliseerimisjaama kasutamisel tuleb vastavalt töökaitse nõuetele paigaldada ventilatsioon. Tavaliselt kasutatavate standardsete metalliseerimisseadmete tingimustes koosneb see ventilatsioon kohaliku imemise süsteemist, mis tuleb paigaldada igale töökohale (liivapritsikapp, kabiin, treipink). Metalliseerimisrajatiste töökogemuse põhjal võetakse õhukiirus lennukis vähemalt 1 - 1,2 m / s ja treial avatud horisontaalse vihmavarju sektsioonis vähemalt 4 m / s. Liivapritsikapist välja imetud õhk tuleb puhastada tolmust õues paigaldatud tolmukollektorites või tsüklonites. Lisaks peaksid ettevõtte metalliseerimistehase ruumid olema talvel varustatud ruumide toiteõhu ventilatsioonisüsteemiga. Silmade kaitsmiseks ultraviolettkiirte mõju eest peate kasutama tumedate prillidega prille.

Elektrikaare metalliseerimine - katmisprotsess, mis kasutab traadi materjali kuumutamiseks / sulatamiseks elektrit. Erineva polaarsusega alalisvool juhitakse kahte tarbitavasse juhtmesse, mille tõttu kaar süttib, juhtmed sulatatakse ja eraldatud materjaliosakesed kantakse suruõhuvoolu abil pihustuspinnale.
Alalisvoolu kasutamine võimaldab kaarlahendust stabiliseerida ja pihustusparameetreid hoolikalt kontrollida.

Joonis: 1. Elektrikaare metalliseerimine

Funktsioonid:
Elektrikaare metalliseerimist iseloomustab võrreldav teiste tehnoloogiatega suurepärane tootlikkus, kõrge efektiivsus. Lisaks eristab elektrikaare metalliseerimise seadmeid kasutusmugavus, tagasihoidlik kasutamine, madalad nõuded ühendamise infrastruktuurile, mis võimaldab seda kasutada nii statsionaarsete elektri- kui ka suruõhuliinidega töökojas kui ka väljaspool töökoda asuvates tingimustes, kus piisab laialt levinud tööstusettevõtete kasutamisest. kompressorid ja elektrigeneraatorid.
Elektrikaarmetalliseerimiseks mõeldud materjale toodetakse juhtmete kujul, sealhulgas ka südamikuga juhtmed.
Elektrilise kaarmetalliseerimine hõlmab elektrienergia materjali sulatamiseks. Sellise lahtise leegi ja põlemise puudumine võimaldab suletud ruumides kasutada elektrikaare metalliseerimist. Elektrikaarmetalliseerimise kasutamine mahutite sisepindade pihustamiseks toidu- ja naftatoodete, ballastmahutite ladustamiseks ja transportimiseks on laialt tuntud; metalliseerimist on lubatud kasutada ventileeritavate kaevanduste sees jne.
Kasutatavate materjalide valikut piirab juhtivate elementide kohustuslik olemasolu tarnitavas materjalis. Elektriline kaarmetallimine ei ole polümeeri, keraamika ja muude mittejuhtivate materjalide pealekandmine.

Rakendus
Elektrikaare metalliseerimise kõige tavalisem kasutusala on madalalt sulavate materjalide (Zn, Al, nende sulamid) sadestamine. Tsinkil, alumiiniumil, nendel põhinevatel sulamitel põhinevaid kattesüsteeme, samuti magneesiumi, titaani ja muude elementide lisamist iseloomustab madal elektrokeemiline potentsiaal, mis võimaldab neid kasutada konstruktsiooniteraste korrosioonikaitseks.
Sellised katted takistavad korrosiooni mitte ainult isoleerides teraspindu söövitavate keskkonnamõjude eest, nagu värvid ja lakid. Terase suhtes negatiivne elektroodipotentsiaal kaitseb pinda korrosiooni eest ka katte lokaalsete kahjustuste korral. Lisaks on selliste katete kasutamisel põhimõtteliselt võimatu aluskihi korrosiooni tekkimine, mis värvide ja lakkide kasutamisel tekib väga sageli.
Metalliseeritud katete veel üks oluline eelis on metallkatete kõrge haardumine. Pealegi suureneb adhesioon aja jooksul ainult metallide vastastikuse difusiooni tõttu, samas kui igasugune värvi- ja lakikate kaotab varem või hiljem adhesiooni ja koorub materjalide põhimõttelise heterogeensuse tõttu.


Joonis 2
... Korrosioonivastase katte paigaldamine avamere platvormi muutuvale märgumisvööndile.

Lisaks korrosioonivastastele katetele saab kulumiskindlate katete pealekandmiseks kasutada kaarmetalliseerimist.
Spetsiaalselt välja töötatud rõngassüdamikuga juhtmete kasutamine eeldab katte moodustamise kolmeastmelist protsessi: esiteks sulatab metallisaatori energia voosüdamikuga traadi ümbrise, sulamine on endotermiline reaktsioon; kesta sulamisel eralduv soojus sulatab nööri materjali täitva laengusegu.
Elektriline kaaremetalliseerimine, vastupidiselt kiirele pihustamisele, mida kasutatakse laialdaselt kulumiskindlate katete pealekandmiseks, on suurema tootlikkuse ja liikuvusega, mis muudab selle suurepärane alternatiiv kulumiskindlate kattekihtide loomiseks, samas kui EDM-kattekihtide pealekandmine on palju odavam, on HVOF-kattekihtide eripäraks siiski kõrge poorsus, mis võib mõnel juhul põhjustada korrosiooni ja ka madalama nakkuvuse.

Elektrikaare metalliseerimise protsess on olnud teada pikka aega ja alates eelmise sajandi 50. aastatest on seda laialdaselt kasutatud korrosioonivastane kaitse metallkonstruktsioonid. Elektrikaare metalliseerimisel kasutatakse kaudset elektrikaart, mis põleb kahe voolu kandva juhtme vahel. Elektroodmetalli sulatatud tilgad pihustatakse tooriku suunas suruõhu või kaitsegaasi vooga. Kui juhtmed sulavad, suunatakse juhtmed kaarepõletustsooni kahe paari söötmisrullidega. Protsessiskeem on esitatud joon. 3.5.

Elektroodide sulamine toimub peamiselt tänu kaare poolt elektroodilähedaste punktide piirkonnas eralduvale energiale. Gaasijuga pihustatud vedelmetalli massikeskmine temperatuur jääb vahemikku sulamistemperatuurist kuni keemistemperatuurini. Selline täitematerjali märkimisväärne kuumutamine põhjustab jäätmete tõttu legeerelementide märkimisväärset kadu. Stabiilne pihustusprotsess vastab kaarepõlemisrežiimidele ilma lühisteta, mille tagab dünaamiline tasakaal keskmise sulamiskiiruse ja elektroodi etteandekiiruse vahel.

Joonis: 3.5
1 - traatelektroodid; 2 - etteanderullid; 3 - isolaatorid; 4 - puhuv toru; 5 - detail

Selles režiimis toimub elektroodide lõpus esiteks sulametalli kogunemine ja seejärel pihustatakse seda gaasivooluga. Koos metalliosade perioodilise väljutamisega interelektroodide vahelt metalliseerimise ajal toimub elektroodide pinnalt ka ülekuumenenud metalli pidev joa äravool. Pritsitud osakeste mõõtmed elektrikaare metalliseerimise ajal on umbes 100 μm, mis vastab osakeste massile 1,4-10-9 kg. Maksimaalne osakeste suurus, välja arvatud harvad erandid, ei ületa 200 mikronit. Elektroodidest lahkunud metall laguneb õhujuga gaasidünaamiliste jõudude mõjul edasi. Pealegi sõltub see dispersioon suuresti nii kandegaasi rõhust kui ka sulametalli omadustest, sealhulgas selle ülekuumenemisest.

Elektrikaare metalliseerimine toimub suruõhu või kaitsegaasi rõhul 0,5-0,6 MPa. Praegune tugevus elektrikaare metalliseerimise ajal on vahemikus:

  • 35–100 A madalalt sulavate metallide (alumiinium ja tsink) korral;
  • rauast ja vasest põhinevate teraste ja sulamite jaoks vahemikus 70 kuni 200 A.

Pinge varieerub vahemikus 20 kuni 35 V. Produktiivsus tsingi pihustamisel on kuni 32 kg / h, alumiinium - kuni 9 kg / h.

Metalliosakeste liikumiskiirus gaasivoolus on vahemikus 120 kuni 300 m / s. See määrab nende osa pinnale kandumise lühikese kestuse (lennuaeg on sekundi tuhandikud) ja märkimisväärse kineetilise energia, mis detaili pinnaga kokkupõrke hetkel muutub soojusenergiaks ja põhjustab kontakttsooni täiendavat kuumenemist. Löök detaili pinnaga kokkupuute hetkel põhjustab metalliseeritud kihi tihendamist ja vähendab selle poorsust 10-20% -ni.

Elektrikaarmetalliseerimine võib anda tulekindlate metallide jaoks laias paksuses vahemikus 10–1,5 mm ja madala sulamistemperatuuriga 3,0 mm kihte. Elektrikaare metalliseerimise tootlikkus on 3-20 kg / h.

Metalliseeritud kihti saab rakendada konstruktsioonide välimisele ja sisemisele pinnale sulametalli pihustamise nurga all detaili pinna suhtes 45 ° kuni 90 °. Kvaliteetse katte saamiseks suunatakse pihustatud metallivool tooriku suhtes risti ja vahemaa metalliseerimisotsikust tooteni (osani) hoitakse mitte rohkem kui 150-200 mm. Tabel 3.4 esitab andmed pihustamiskauguse mõju kohta metalliseeritud kihi omadustele.

Tabel 3.4... Katte füüsikalised ja mehaanilised omadused metalliseerimise erinevatel kaugustel.

Elektrikaarega kattekihtide pealekandmise efektiivsuse suurendamiseks intensiivistatakse seda gaasivooluga puhudes, sellele elektromagnetvälju rakendades või elektroodidel väga suure voolutihedusega väljalaskeid kasutades. Suur voolutihedus saavutatakse elektroodide ristlõike vähendamise või suure vooluhulga abil. Metalliseeritud kihtide tihendamine tagatakse pihustamis- ja kuulipuhumisprotsessi kombineerimisega. Lask juhitakse nii, et selle mõjud põhjustavad äsja pihustatud kihi plastilist deformatsiooni.

Metalliseerimiseks mõeldud pind peab olema mustusest, õlidest ja roostest vaba. Pinna ettevalmistamine toimub kõige sagedamini kuulipuhumisega (liivapritsiga). Enne töötlemist puhastage pind rasvatust. Rahuldava nakkuvuse tagamiseks ei tohiks ettevalmistamise ja metalliseerimise vaheline aeg ületada 2 tundi. Termiliste sisepingete vähendamiseks tuleks metalliseerimisprotsess läbi viia üksikute läbipääsude vaheaegadega, vältides metalliseeritud pinna ülekuumenemist.

Esiteks kantakse metall teravate üleminekutega detailide osadele, nurkadesse, fileedesse, servadesse ja seejärel metalliseeritakse kogu pind, suurendades ühtlaselt metalli. Lõpliku töötlemise käigus saadakse pihustatud metallpindade nõutavad mõõtmed, viimistluse kvaliteet ja õige geomeetriline kuju.

Metalliseerimist järgneva värvimisega kasutatakse terasest metallkonstruktsioonide, mida nimetatakse kombineeritud kattekihtideks, kaitsmiseks. Sünergia tõttu on kombineeritud kattekihtide kasutusiga oluliselt suurem kui iga kihi kasutusea summa kokku, seetõttu tuleks neid kasutada teraskonstruktsioonide pikaajaliseks korrosioonikaitseks, mida kasutatakse hoonetes, välistingimustes ja kuuride all keskmises ja väga agressiivses keskkonnas. samuti vedelas orgaanilises ja anorgaanilises keskkonnas. Elektrikaarmetalliseerimise meetodil saadud katteid kasutatakse sildade teraskonstruktsioonide ja raudbetoonist tugede, kütusepaakide, torujuhtmete, küttevõrkudes, nafta- ja keemiatööstuses kasutatavate seadmete kaitsmiseks.

Täitematerjalid

Kattematerjali valik sõltub töötingimustest ja pindadel toimuvatest peamistest kulumisprotsessidest. Peamine täitematerjal on pideva traadiga elektrood. Kasutatakse nii tahkeid traate kui ka südamikke, mille läbimõõt on 1,0 kuni 2,5 mm. Traadi etteandekiirus on vahemikus 220 kuni 850 m / h.

Tahkeid traate kasutatakse peamiselt fikseeritud (vähese süsinikusisaldusega terasest Sv-08, Sv-10GA) ja liikuvate ühenduste (kõrge süsinikusisaldusega terasest Np-50, Np-85 ja legeerterasest Np-30X13, Np-40X13) pindade kattekihtide loomiseks. Np-60X3V10F). Suure kõvadusega kattekihtide saamiseks kasutatakse voolujuhtmeid.

Korrosioonivastaste kattekihtide loomiseks kasutatakse rauast aluselisi legeeritud traate (Sv-08X18N8G2B, Sv-07X18N9TYu, Sv-06X19N9T, Sv-07X19N10B, Sv-08X19N10G2B, Sv-06X19N10M3T), samuti värvilistest metallidest (nikkel) juhtmeid. .)

Peamised mittekorrodeeruvad materjalid, mida teraskonstruktsioonide ja toodete jaoks kasutatakse elektrikaarmetallimismeetodil, on tsink, alumiinium ja nende sulamid. Tsinkkatted on merevees ja merekeskkonnas korrosioonikindlad. Suurimat mõju tsinkkorrosiooni kiirusele tööstuslinnade tööstuskeskkonnas avaldavad selles sisalduvad vääveloksiidid, aga ka muud ained (näiteks kloori- ja vesinikkloriidhappeaurud), mis moodustavad tsinkiga hügroskoopsed ühendid.