Tsingi pihustamine elektrilise kaarmetalliseerimise abil. Elektrikaare metalliseerimine. Metalli töötlemise tehnoloogia

Kaart saab toita vahelduv- või alalisvooluga. Alalisvoolu kasutamisel põleb kaar pidevalt ja ühtlaselt, seetõttu on vahelduvvooluga võrreldes sulamisprotsess stabiilsem, tagades pealekantava metalli osakeste suure hajuvuse ja nende poolt tekitatavate katete tiheduse.


Jagage oma tööd sotsiaalvõrgustikes

Kui see töö teile ei sobi, on lehe allosas nimekiri sarnastest töödest. Võite kasutada ka otsingunuppu


Elektrikaare metalliseerimine

Protsessi olemus seisneb selles, et pihustatud metall sulatatakse elektrikaare abil, pihustatakse 10 x 100 mikroni suurusteks osakesteks ja kantakse gaasijoa abil taastatavale pinnale.

Riis. 4.49. Elektrikaare metalliseerimise skeem: 1 pihustatud pind; 2 juhikut; 3 õhuotsikut; 4 etteanderulli; 5 traati; 6 gaas.

Elektrikaar ergastatakse kahe teineteisest eraldatud elektroodjuhtme 5 vahel, mis juhitakse rullmehhanismide 4 abil ühtlaselt kiirusega 0,6 x 1,5 m/min läbi juhtotste 2. Kui juhtmed on valmistatud erinevad materjalid, siis on kattematerjal nende sulam. Kaugus otsikust detailini on 80 x 100 mm.

Samal ajal siseneb suruõhk või inertgaas rõhul 0,4 x 0,6 MPa kaaretsooni läbi õhudüüsi 3, mis pritsib sulametalli ja kannab selle üle osa 1 pinnale. Metalliosakeste suur liikumiskiirus (120 x 300 m/s) ja ebaoluline lennuaeg, mis on arvutatud tuhandiksekundites, detailile löögi hetkel põhjustavad plastilist deformatsiooni, detaili pinna pooride täitumist osakestega, osakeste nakkumist. üksteisele ja detailile, mille tulemusena tekib sellele pidev kate. Metalliosakeste järjestikuse kihistamise teel saab kattekihi paksusega üle 10 mm (tulekindlate materjalide puhul tavaliselt 1,0 x 1,5 mm ja madala sulamistemperatuuriga materjalide puhul 2,5 x 3,0 mm).

Kaart saab toita vahelduv- või alalisvooluga. Alalisvoolu kasutamisel põleb kaar pidevalt ja ühtlaselt, seetõttu on vahelduvvooluga võrreldes sulamisprotsess stabiilsem, tagades pealekantava metalli osakeste suure hajuvuse ja nende poolt tekitatavate katete tiheduse.

Elektrilise kaarpihustamiseks kasutatakse elektrilisi metallisaatoreid: tööpingid EM-6, MES-1, EM-12, EM-15 (olulise mahuga restaureerimistööd), mis paigaldatakse tavaliselt treipinkidele või eriseadmetele või käsitsi (kaasaskantavatele) EM-3, REM-ZA, EM-9, EM-10 (väikese töö jaoks).

Metalliseerimise täitematerjaliks on olenevalt katte otstarbest tavaliselt elektroodtraat (teras, vask, messing, pronks, alumiinium jne) (tabel 4.8) läbimõõduga 1×2 mm. Hõõrdevastaste katete saamiseks kasutage bimetallist plii-alumiiniumtraati massi suhe need metallid on 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 vajalik kuumutamine temperatuurini 550×600 °C, millele järgneb vees jahutamine.

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

Selle puudused hõlmavad legeerivate elementide märkimisväärset (kuni 20%) läbipõlemist ja metalli suurenenud oksüdatsiooni. Nende puuduste kõrvaldamiseks kasutatakse sulametalli pihustamiseks põhjendatud juhtudel suruõhu asemel suruõhku. maagaas või süsivesinikkütuste põlemisproduktid, mis välistavad metalliosakeste vastasmõju õhuga (aktiveeritud metalliseerimise meetod). Samal ajal suureneb metalliosakeste karburiseerumise ja kõvenemise tõttu pihustatud kihi kõvadus.

Tabel 4.8

Elektroodtraadi materjal erinevatele katetele

Kõrgsagedusmetalliseerimine

See meetod põhineb täitematerjali sulatamisel induktsioonkuumutuse tõttu kõrgsagedusvooluga (200×300 kHz) ja sulametalli pihustamisel suruõhujoaga. Täitematerjalina kasutatakse süsinikterasest traati ja vardaid läbimõõduga 3×6 mm. Katteid kantakse kõrgsagedusmetalliseerijatega MVCh-1, MVCh-2 jne.

Täitematerjal 6 sulatatakse metallisaatori induktiivpoolis 4, mis on ühendatud kõrgsagedusliku voolugeneraatoriga. Täitematerjal juhitakse pidevalt rullide 7 abil läbi juhthülsi 8 ​​ja tänu kontsentraatori 3 olemasolule sulab see lühikese pikkusega. Kanalist 5 sulamistsooni sisenev suruõhk pihustab sulamaterjali ja kannab selle osakesed gaasi-metallijoa 2 kujul pihustatud pinnale 1.

Riis. 4.50. Pihustusskeem kõrgsagedusmeetodil: 2 voolukontsentraatorit 6 juhtrulli;

Võrreldes elektrikaare metalliseerimisega vähendab kõrgsagedusmetalliseerimine legeerelementide läbipõlemist ja katte poorsust ning suurendab ka protsessi tootlikkust.

Kõrgsagedusmetalliseerimisega kantud katted on tänu täiteaine soodsatele sulamistingimustele parema struktuuri ning füüsikaliste ja mehaaniliste omadustega kui muudel meetoditel peale plasmametalliseerimise. Need eelised on tingitud eelkõige asjaolust, et läbipõlemine peamine keemilised elemendid väheneb 4 x 6 korda, katte küllastus oksiididega väheneb 2 x 3 korda ning see suurendab nakketugevust ja vähendab täitematerjali kulu. Selle metalliseerimismeetodi puuduseks on vajadus keerukamate tehnoloogiliste seadmete järele.

Plasma metalliseerimine

Tegemist on progressiivse katmismeetodiga, mille puhul materjali sulatamine ja ülekandmine taastatavale pinnale toimub plasmajoaga. Plasma on gaasi tugevalt ioniseeritud olek, kui elektronide ja negatiivsete ioonide kontsentratsioon on võrdne positiivselt laetud ioonide kontsentratsiooniga. Plasmajoa saadakse plasmat moodustava gaasi juhtimisel läbi elektrikaare, kui seda toidab alalisvooluallikas pingega 80 x 100 V.

Gaasi üleminekuga ioniseeritud olekusse ja lagunemisega aatomiteks kaasneb olulise energiahulga neeldumine, mis eraldub plasma jahutamisel selle koostoimel keskkonna ja pihustatud osaga. See põhjustab plasmajoa kõrge temperatuuri, mis sõltub gaasi voolutugevusest, tüübist ja voolukiirusest. Plasmat moodustav gaas on tavaliselt argoon või lämmastik ja harvem vesinik või heelium. Argooni kasutamisel on plasma temperatuur 15 000-30 000 °C ja lämmastiku temperatuur 10 000-15 000 °C. Gaasi valikul tuleb arvestada, et lämmastikku on odavam ja vähem kui argoon, kuid selles elektrikaare süütamiseks on vaja oluliselt kõrgemat pinget, mis määrab kõrgendatud nõuded elektriohutusele. Seetõttu kasutatakse mõnikord kaare süütamisel argooni, mille puhul on kaare ergutus- ja põlemispinge madalam ning pihustusprotsessis kasutatakse lämmastikku.

Kate moodustub tänu sellele, et plasmajoaga sisenev pealekantav materjal sulab ja kandub kuuma gaasi vooluga detaili pinnale. Metallosakeste lennukiirus on 150 x 200 m/s kaugusel düüsist kuni 50 x 80 mm detaili pinnani. Tänu pealekantava materjali kõrgemale temperatuurile ja suuremale lennukiirusele on plasmakatte ja detaili vahelise ühenduse tugevus suurem kui teiste metalliseerimismeetodite puhul.

Kõrge temperatuur ja suur võimsus võrreldes teiste soojusallikatega on plasmametalliseerimise peamised erinevused ja eelised, mis suurendavad oluliselt protsessi tootlikkust, võimet sulatada ja ladestada mis tahes kuuma- ja kulumiskindlaid materjale, sealhulgas kõvad sulamid Ja komposiitmaterjalid, aga ka oksiidid, boriidid, nitriidid jne erinevates kombinatsioonides. Tänu sellele on võimalik moodustada erinevate omadustega (kulumiskindlad, kergesti sissemurdvad, kuumakindlad jne) mitmekihilisi katteid. Kvaliteetseima pinnakatte saamiseks kasutatakse isevoolavaid kattematerjale.

Plasmakatete tihedus, struktuur ning füüsikalised ja mehaanilised omadused sõltuvad kasutatavast materjalist, dispersioonist, temperatuurist ja ülekantavate osakeste kokkupõrke kiirusest taastatava osaga. Kaks viimast parameetrit saadakse plasmajoa juhtimisega. Plasmakatete omadused suurenevad oluliselt nende järgneval sulamisel. Sellised katted on tõhusad löögi ja suure kontaktkoormuse korral.

Plasmapõleti tööpõhimõte ja konstruktsioon on illustreeritud joonisel fig. 4.51. Plasmajoa saadakse plasmat moodustava gaasi 7 juhtimisel läbi elektrikaare, mis tekib volframkatoodi 2 ja vaskanoodi 4 vahel, kui nendega on ühendatud vooluallikas.

Katood ja anood on üksteisest eraldatud isolaatoriga 3 ja neid jahutatakse pidevalt vedelikuga b (eelistatavalt destilleeritud veega). Anood on valmistatud düüsi kujul, mille konstruktsioon tagab kokkusurumise ja plasmajoa kindla suuna. Kokkusurumist soodustab ka joa ümber tekkiv elektromagnetväli. Seetõttu väljub ioniseeritud plasmat moodustav gaas plasmatroni düüsist väikese ristlõikega joana, mis tagab kõrge soojusenergia kontsentratsiooni.

Riis. 4.51. Plasma pihustamise protsessi skeem: 1 pulbrijaotur; 2 katood; 3 isolatsioonipadi; 4 anood; 5 transpordigaas; 6 jahutusvedelik; 7 plasmagaas

Kasutatud materjale kasutatakse granuleeritud pulbrite, mille osakeste suurus on 50x200 mikronit, nööride või traadi kujul. Pulbri saab juhtida plasmajoasse koos plasmamoodustava gaasiga või dosaatorist 1 transpordigaasiga 5 (lämmastik) gaasipõleti otsikusse ning plasmajoa alla sisestatakse traat või juhe. plasmapõleti otsik. Enne kasutamist tuleb pulber kuivatada ja kaltsineerida, et vähendada poorsust ja suurendada katte nakkumist detailiga.

Plasmajoa ja selles sisalduvate sulametalliosakeste kaitsmine õhuga vastasmõju eest võib toimuda inertgaasi vooluga, mis peaks ümbritsema plasmajuga. Sel eesmärgil on plasmatronis lisadüüs, kontsentriliselt peamise otsaga, mille kaudu tarnitakse inertgaasi. Tänu sellele on pritsitud materjali oksüdatsioon, nitrideerimine ja dekarboniseerimine välistatud.

Vaadeldavas näites on toiteallikas ühendatud plasmapõleti elektroodidega (suletud ühendusahel), seega on elektrikaar ainult plasmajoa tekitamiseks. Kasutades pealekantud materjali traadi kujul, saab sellega ühendada ka toiteallika. Sel juhul tekib lisaks plasmajoale plasmakaar, mis osaleb ka varda sulamises, mille tõttu plasmapõleti võimsus suureneb oluliselt

Kaasaegsed plasmakattepaigaldised on olemas elektroonilised süsteemid protsessi parameetrite reguleerimine, varustatud manipulaatorite ja robotitega. See suurendab pritsimisprotsessi tootlikkust ja kvaliteeti ning parandab operatiivpersonali töötingimusi.

Gaasileegi metalliseerimine

Gaas-leegiga katmise meetod hõlmab pealekantud materjali sulatamist kõrge temperatuuriga leegiga, metalliosakeste pihustamist ja ülekandmist detaili eelnevalt ettevalmistatud pinnale suruõhu või inertgaasi joaga. Hapnikuga segatud tuleohtlike gaaside leegi temperatuur on vahemikus 20003200 °C. Leekmetalliseerimiseks kasutatakse materjale traadi, pulbrite ja nööride kujul. Nöörid koosnevad pulbrilisest täiteainest materjalist kestas, mis põleb täielikult gaasileegis.

Metalli sulatamine toimub redutseeriva leegi abil, mis võimaldab võrreldes elektrikaare metalliseerimisega vähendada legeerelementide läbipõlemist ja materjali dekarboniseerumist ning seeläbi parandada katte kvaliteeti. Gaasleekmetalliseerimise eeliseks on ka metalli suhteliselt väike oksüdeerumine, kui see pihustatakse väikesteks osakesteks, mis tagab katte suurema tiheduse ja tugevuse. Selle meetodi puuduseks on madal pihustustootlikkus (2 x 4 kg metalli tunnis) ja pinnakattematerjalide kallim hind.

Olenevalt detaili otstarbest, selle materjalist ja töötingimustest taastamisel, kasutamisel erinevaid meetodeid gaasileek metalliseerimine.

Leegi pihustamine varraste materjalidest. Täitetraat 3 sulatatakse põlevgaasi (atsetüleen või propaan-butaan) ja hapniku segu leegiga 7, mis juhitakse segamiskambrisse 1 vastavalt kanalite 5 ja 2 kaudu. Suruõhk või inertgaas siseneb kanali kaudu 6, mis pihustab sulametalli osakestega küllastunud metallijugade 8 kujul ja kannab need pihustatud pinnale 9.

Põletid võivad olla käsitsi või masinaga. Traatpõletites kasutatakse traati läbimõõduga 1,5–5,0 mm.

Riis. 4.52. Metalliseerimise skeem traatmaterjaliga; 1 segamiskamber; 2 hapnikuvarustuse kanal; 3 traati; 4 juhend; 5 atsetüleeni toitekanal; 6 õhukanalit; 7 leek; 8 gaas-metalljuga; 9 pihustatav pind

Pulbermaterjalide pihustamine gaasileegiga. Seda metalliseerimismeetodit on laialdaselt kasutatud, kuna pulbermaterjalide kasutamine annab täiendavaid eeliseid. Need sisaldavad:

protsessi kõrge paindlikkus, mis väljendub võimaluses kanda katteid erineva suurusega toodetele;

puuduvad piirangud kattematerjalide ja osade kombinatsioonidele, mis võimaldab taastada laiema valiku ja otstarbega osi;

katmisprotsessi väiksem mõju detaili materjali omadustele jne.

Võllide ja korpuse osade kulunud istmepinnad pihustatakse gaasileeki.

Olenevalt restaureeritava detaili otstarbest ja materjalist, selle töötingimustest, nõuetest kattekihile ja selle täiendavale töötlemisele kasutatakse gaasleekkatte meetodeid.: ilma tagasivooluta ja tagasivooluga, mida saab teha nii pihustamise ajal kui ka pärast seda (vt tabelit).

Olenevalt kasutatavast pihustusmeetodist kasutatakse sobivaid pulbermaterjale (vt tabelit).

Leegiga pihustamine ilma järgneva sulamisetakasutatakse kuni 2,0 mm kulumise ja säilinud mitteväärismetalli struktuuriga deformeerimata osade taastamiseks, mis töötamise ajal ei allu põrutustele, vahelduvatele koormustele ja kõrge temperatuuriga kuumutamisele. Osa eelkuumutatakse põletiga, kus on atsetüleeni liig, et vältida pinna oksüdeerumist. Terasdetailid kuumutatakse temperatuurini 50100 °C, pronks ja messing - kuni 300 °C.

Pihustamine ilma sulamiseta toimub kahes etapis: esiteks kantakse alamkiht (pulber PT-NA-01) ja seejärel põhikiht (pulber PT-19N-01 või muu). Põhikiht kantakse peale mitme käiguga ja katte paksus ei tohi olla suurem kui 2,0 mm külje kohta. Vormitud ja lamedad osad pihustatakse käsitsi ning “võlli” tüüpi osad pihustatakse käsitsi või mehhaniseeritud paigaldistele koos automaatse metalliseerijaga.

Sulamine on vajalik löökkoormuse all töötavate metalliseerimiskatete puhul, kuna mitteväärismetalliga madala nakketugevuse tõttu võivad sulamata katted praguneda ja maha kooruda. Sulatavad pinnakatted peavad sisaldama materjale, mis niisutavad hästi detaili pinda ja millel on isevoolavad omadused, näiteks niklipõhised pulbersulamid.

Katte sulamisel tekkiv vedelfaas aitab intensiivistada difusiooniprotsesse selle ja detaili metalli vahel. Tulemuseks on suurenenud nakketugevus, löögitugevus, kulumiskindlus ja kattematerjali tihedus. Sulatamiseks kasutatakse erinevaid soojusallikaid (oksüatsetüleeni leek, plasmakaar, kõrgsageduslikud voolud, laserkiir, kaitsva-redutseeriva atmosfääriga ahjud jne). Tagasivoolu temperatuur ei tohi ületada 1100 °C. Reflow tehnoloogia peab vältima katte ülekuumenemist ja koorumist. Pärast sulatamist jahutatakse detail koos sobivalt köetava ahjuga.

Pihustamine, millele järgneb sulataminekasutatakse kuni 2,5 mm katte paksusega “võlli” tüüpi osade taastamiseks. Reflow tehakse kohe pärast pihustamist. Pihustatud ala kuumutatakse kuni katte sulamiseni, mille tulemuseks on läikiv pind. Sulanud katete kõvadus sõltub pulbri margist. Need on vastupidavad korrosioonile, abrasiivsele kulumisele ja kõrgetele temperatuuridele ning neid saab kasutada osade jaoks, mis töötavad vahelduva ja kontaktkoormusega.

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

Riis. 4.53. Pulbermaterjali leekpihustamise skeem transpordigaasi abil: 1 hapniku segu süttiva gaasiga; 2 transpordigaas; 3 pihustatud pulbrit; 4 otsikut; 5 taskulamp; 6 kate; 7 tugi

Pihustamine samaaegse tagasivooluga(gaas-pulberpind) kasutatakse kuni 3×5 mm lokaalse kulumisega osade taastamiseks, mis töötavad vahelduva ja löökkoormuse all, on valmistatud malmist, konstruktsiooni-, korrosioonikindlast terasest ja muudest materjalidest.

Pulbervärvide pihustamise samaaegse tagasivooluga paigalduse aluseks on standardne keevituspõleti, mida täiendab seade pulbri gaasileegi söötmiseks. Pihustuspaigaldised erinevad mehhaniseerimise astme (käsitsi ja masin), võimsuse (väga madal, väike, keskmine ja suur võimsus) ning pulbri etteande meetodi (sissepritse ja mittepritse) poolest.

Gaasileekkattega osade taastamise tehnoloogiline protsess hõlmab üldjuhul järgmisi toiminguid:

taastatud osa eelsoojendus 200250 °C-ni;

alamkihi pealekandmine põhikihtide pealekandmise aluseks;

vajalike füüsikaliste ja mehaaniliste omadustega katte aluskihi pealekandmine;

pealekantava kihi mehaaniline töötlemine ja katte kontroll.

Peale selle võrdsed tingimused Detaili eelsoojendamine ja alamkihi pealekandmine mõjutavad katte nakketugevust mitteväärismetalliga. Samuti sõltub see pinna pihustamiseks ettevalmistamise meetodist, temperatuuri reguleerivate pulbrite kasutamisest, leegi efektiivsest võimsusest, pihustusprotsessi meetodist ja parameetritest, pindaktiivsete ainete olemasolust kattematerjalis, kasutatavatest seadmetest, ja muud tegurid.

Kuni 40 HRCe kõvadusega pihustatud katete töötlemine toimub lõikamise teel karbiidtööriistade ja tööriistadega, mis on valmistatud ülikõvad materjalid. Treimist on soovitatav teostada järgmises järjestuses: faasimine katte äärtes; pealekantud kihi läbilõikamine katte keskosast kuni detaili otsteni kuni pealekantud kihi ebatasasuste kõrvaldamiseni või taastatud pinna lõplik töötlemine vajaliku täpsuse ja karedusega.

Pihustatud pindu töödeldakse ka vastavatel masinatel lihvides (silindriline lihvimine, siselihvimine, pinnalihvimine). Sel juhul on vaja kasutada jahutusvedelikku, näiteks 23% sooda lahust. Lihvimine toimub kohe pärast katmist või pärast eeltreimist. Kuni 60 HRCe kõvadusega pihustatud katete lihvimine toimub ränikarbiidist või valgest elektrokorundist valmistatud ratastega ja üle 60 HRCe kõvadusega - teemantratastega.

Katete pihustamine detonatsioonimeetodil

Metalliseerimisprotsess seda tüüpi pihustamisel toimub detonatsiooni ajal vabaneva energia tõttu, lõhkeaine keemilise muundumise protsess, mis toimub väga õhukese kihina ja levib kogu lõhkeaine kujul. eritüüp leek koos ülehelikiirus(gaasisegudes 1000 x 3500 m/s).

Metalliseerimisseadmetes kasutatakse lõhkeainena hapniku ja atsetüleeni segu, mille detoneerimine on gaasikütuse põlemise liik. Sel juhul vabanev gaasisegu potentsiaalne energia tekitab lööklaine ja hoiab selles kõrget temperatuuri (üle 5000 °C) ja rõhku (mitukümmend GPa). Detonatsiooni allikaks on tavaliselt gaasisegu termiline mõju (elektrisäde).

Detonatsioonitsooni sisenevad pulbermaterjalid kuumutatakse temperatuurini üle 3500 °C ja liiguvad koos detonatsiooniproduktidega suurel kiirusel, mis tünnist väljumisel on 800 x 900 m/s. Seega paiskub kattematerjal lööklaine toimel töödeldud pinnale ülehelikiirusel.

Praktikas tekivad detonatsioonikatted hapniku ja atsetüleeni segu perioodiliselt tekkivate plahvatuste energia tõttu. Detonatsioonipihustamise paigaldus (püstol) (joonis 4.57) sisaldab: põlemiskambrit, mis on valmistatud koos vesijahutusega toruga 5; süüteseade (elektriline süüteküünal) 2 toiteallikaga 3; hapniku ja atsetüleeni toiteseade 1, pulbri dosaator 4.

Riis. 4.57. Paigaldusskeem detonatsioonimeetodil pihustamiseks: 1 seade gaasisegu etteandmiseks; 2 elektriküünalt; 3 toiteallikas; 4 pulbri dosaatorit; 5 tünni; 6 tugi; 7 detail; 8 kate; 9 pulber

Pihustatud osa 6 paigaldatakse tünni servast 70 x 150 mm kaugusele. Katmisprotsessi käigus toimub järjestikku: hapniku ja atsetüleeni tarnimine põlemiskambrisse; tarnimine dosaatorist lämmastikujoas teatud summa pihustatud pulber; hapniku ja atsetüleeni segu süütamine elektrisädemega; gaasisegu põletamine, pulbri tulistamine tünnist pihustatud pinna suunas. Pulber ja gaasid suunatakse püstolitorusse automaatselt. Gaasiventiilide kaitse plahvatuste eest ja tünni puhastamine põlemisproduktidest tagatakse lämmastikuga varustamisega.

Kirjeldatud tsüklit korratakse tavaliselt sagedusega 3×4 Hz, mida saab tõsta kuni 15 Hz või enamani. Iga plahvatusega kantakse kate pinna piiratud alale, nii et osa püstoli suhtes liigutades moodustub pidev kate. Kate on moodustatud täielikult sulanud pulbriosakestest või sulanud või sulamata osakeste segust. Suur kiirus löögi hetkel ja kõrge temperatuur interaktsioonitsoonis põhjustavad pulbri keevitamise detaili pinnal. Vaatamata detonatsiooniproduktide ja pulbriosakeste kõrgele temperatuurile kuumutatakse kaetud osa temperatuurini mitte üle 200 °C.

Erinevalt gaasileegi ja plasma meetoditest moodustatakse detonatsioonikatteid rohkem suured kiirused osakesed ja suuremate sulamata pulbriosakeste olemasolu. Esimesel kattekihil poorid praktiliselt puuduvad (poorsus alla 0,5%) ning selles tekkinud üksikute pooride maht väheneb või kaovad järgnevate kihtide moodustumisel.

Detonatsioonikatetel on ka kõrge nakketugevus (kuni 20 GPa) mitteväärismetalliga. See on tingitud asjaolust, et vaatamata detaili pinnakihi madalale üldtemperatuurile (200×250 °C), ulatub temperatuur üksikutes pealekantavate ja mitteväärismetallide kokkupuutepunktides terase sulamistemperatuurini. Seetõttu need metallid sulatatakse ja segatakse tugeva ühendi moodustamiseks.

Puhtad metallipulbrid pihustatakse detonatsioonimeetoditega N i , Al, Mo, oksiidid, karbiidid, nitriidid jne. Detonatsioonikatete paksus on tavaliselt 40 x 220 mikronit. Õhematel kattekihtidel on madal kulumiskindlus. Kattekiht koosneb kolmest tsoonist: üleminekutsoon paksusega 5×30 mikronit määrab katte nakketugevuse aluspinnaga; põhitsoon, mille paksus olenevalt katte otstarbest on 30 x 150 mikronit; pinnatsoon paksusega 10 x 40 mikronit, mis tavaliselt eemaldatakse töötlemise käigus.

Detonatsioonikatmise tehnoloogiline protsess hõlmab pihustatud pinna ja pulbri ettevalmistamist; katte pealekandmine ja kvaliteedikontroll; katete mehaaniline töötlemine ja kvaliteedikontroll pärast mehaanilist töötlemist.

Tugeva sideme moodustamiseks detaili materjalide ja katte vahel on soovitatav peale kanda vahekiht - aluspind. See on vajalik, kui nake katte ja detaili materjali vahel on nõrk, kui katte ja detailide materjalide soojuspaisumistegurid erinevad oluliselt ning kui detail töötab muutuvatel temperatuuridel. Vahekihi paksus on 0,05 x 0,15 mm. Selle pealekandmiseks kasutatakse nikroomi, molübdeeni, nikli-alumiiniumisulamite, terase 12Х18Н9 jne pulbreid. Nende osade pinnapinnad, millele katet ei kata, kaetakse õhukeste metalllehtedega.

Pihustuskaugus määratakse sõltuvalt materjalist, detaili suurusest ja kujust, materjalist ja vajalikust katte paksusest vahemikus 50x200 mm. Vajalik katte paksus saadakse korduvate pihustustsüklitega. Osa nihkumine kahe tsükli vahel ei tohiks ületada 0,5 silindri ava läbimõõdust.

Termokatete omadused

Suheldes õhuhapnikuga, metalliosakesed oksüdeeruvad. Tekkiv oksiidkile eraldab need ning takistab tugevate metalliliste sidemete teket osakeste ja aluse vahel ning omavahel. Suure hulga oksiidide ja räbu lisamise tõttu on kate heterogeenne,poorne struktuur. Tavaliselt on tihedus 80 x 97%. Katted firmalt A l 2 O 3 ja Zr0 2 poorsus on 10 × 15%. Isesulavatest niklipõhistest sulamitest valmistatud katete poorsus võib olla alla 2%.

Metallist kate on piisav habras, väikese tõmbetugevusega ja pihustatud materjali väikese väsimustugevusega (teraste tõmbetugevus on keskmiselt 10×12 MPa). Seetõttu ei suurenda kate detaili tugevust, vaidselle väsimustugevusisegi väheneb, mis on eelkõige seotud täiendavate pingekontsentraatorite moodustumisega detaili pinnale selle metalliseerimiseks ettevalmistamisel. Sellega seoses ei tohiks metalliseerimist kasutada väikese ohutusvaruga osade taastamiseks.

Kattekihti iseloomustatakse suhteliseltnõrk adhesioonitugevusmitteväärismetalli ja osakestega omavahel, kuna ilma erilist lisamõju kasutamata määravad selle omavahel kokkupuutuvate alade vastastikmõju molekulaarsed jõud ja pihustatud osakeste puhtmehaaniline adhesioon detaili pinna ebatasasustega. . Ainult teatud kohalikes punktides saab detaili metalli külge keevitada üksikuid osakesi. Seetõttu on näiteks katte nakketugevus (MPa) galvaniseerimisel 1025, gaasileegiga 1228, plasmaga kuni 40. Sellega seoses ei kasutata metalliseerimist suure nihkepingega töötavate osade (hammasratta hambad) taastamiseks. , nukid) jne), mis on allutatud löökkoormusele, samuti väikese pindalaga pindadele, mis neelavad olulisi koormusi (keermed, sooned jne).

Spetsiaalsed meetodid kattekihi nakkuvuse suurendamiseks alusele hõlmavad: detaili eelkuumutamist temperatuurini 200×300 °C, vahekihi (alakihi) pealekandmist kergsulavatest või kergsulavatest materjalidest, katte sulatamist.

Pihustatud kattedsobivad hästi kokkusurumiseks. Näiteks teraskatte ajutine survetugevus on 800 x 1200 MPa, mis on suurem kui malmil.

Kõvadus Metalliseeritud kiht on tavaliselt kõrgem kui algse metalli kõvadus, kuna pealekantud materjali kõvadus metalliseerimisprotsessi käigus, ülekantud metalliosakeste kõvenemine pinnaga kokkupõrkel ja oksiidkilede olemasolu moodustunud kihis.

Siiski tema kulumiskindlusei ole seotud kõvadusega ja kuivhõõrdumisel võib olla 2×3 korda väiksem detaili metalli omast, mistõttu ei saa metalliseeritud katteid kasutada ilma määrimiseta või perioodiliselt manustatava määrdega töötavates liitekohtades. Kuid määrimise korral tagavad metalliseeritud katted väiksema hõõrdeteguri liigendites ja suurema osade kulumiskindluse. Selle põhjuseks on asjaolu, et metalliseeritud kiht neelab oma poorsuse tõttu õli kuni 9% oma mahust. Seega täheldatakse katte isemäärivat toimet. Kui määrdeaine tarnimine on ebapiisav või kui see ajutiselt katkeb, tekib kinnikiilumine metallistamata pinnaga võrreldes palju hiljem. Tulekindlatest materjalidest valmistatud plasmakatetel on märkimisväärne kulumiskindlus, mis tuleneb nende füüsikalistest ja mehaanilistest omadustest.

Abrasiivse kulumise tingimustes on nikli ja A baasil isevoolavatest sulamitest valmistatud katted kõrge vastupidavusega. l 2 O 3

Eelkõige on isevoolavatest niklipõhistest sulamitest (SNGN) valmistatud katete kulumiskindlus 3,5 x 4,6 korda kõrgem karastatud terase kulumiskindlusest 45. Tina-plii-vase pseudosulamitest valmistatud katetel on hea kulumiskindlus. liuglaagrite hõõrdeomadused.

Korrosioonikindlate katete loomiseks kasutatakse tavaliselt alumiiniumi, tsinki, vaske, kroom-nikli ja muid sulameid. Katte poorsuse tõttu ei tohiks nende paksus olla tsingi puhul väiksem kui 0,2 mm; 0,23 mm alumiiniumile; 0,18 mm vase puhul; 0,6 x 1,0 mm roostevaba terase jaoks.

Küpsetuspulbervärvid

Küpsetamine see on protsess, mille käigus saadakse detaili pinnale metallkate, sh kantakse sellele pulbrikiht ja kuumutatakse temperatuurini, mis tagab pulbermaterjali paagutamise ja detailiga tugeva difusioonsideme tekkimise. See meetod põhineb pulbermetallurgia tehnoloogilistel meetoditel.

Selleks, et saada detaili pinnale vastupidav kiht, millel on alusega usaldusväärne nakkuvus, on vaja aktiveerida detaili pind, pulber või mõlemad komponendid. Kõige kättesaadavamad ja tõhusamad on järgmisedaktiveerimise tüübid: keemiline, termiline (kiirendatud kuumutamine ja lisandite sisseviimine, mis vähendavad sulamistemperatuuri pulbri ja detaili kokkupuutepunktides), jõud (luues usaldusväärse kontakti pulbri ja detaili vahel).

Kell keemiline aktiveerimineLaengusse sisestatakse aktiivsed lisandid, tavaliselt dispergeeritud pulbri kujul (boor, räni, fosfor, nikkel jne), mis on ühtlaselt jaotunud kasutatavas pulbris. Need vähendavad metalli oksüdatsiooni ja hävitavad oksiidkiled.

Termiline aktiveeriminekoosneb kiirendatud kuumutamisest difusiooniprotsesside aktiveerimiseks ja lühiajalise sulamistemperatuuri ületava temperatuuri loomiseks lokaalsetes tsoonides. Sel juhul kasutatakse vedela faasi ilmumise temperatuuri vähendamiseks lisaaineid (reeglina koos keemilise aktiveerimisega), mis moodustavad madala sulamistemperatuuriga eutektika. Kõige tõhusam ja tehnoloogiliselt arenenum on küte kõrgsagedusvooludega induktiivpoolis. Küpsemist tagava temperatuurini kuumutamise lühikese kestuse tõttu väheneb pulbri ja detaili oksüdatsioon, mis välistab vajaduse kasutada kaitsvat-redutseerivat vahendit või vaakumit.

Sundaktiveeriminevajalik juhtudel, kui ilma pulbriosakeste üksteise ja detaili pinnaga nõuetekohase nakkumiseta on võimatu luua küpsetamiseks vajalikke tingimusi. Jõuga aktiveerimine aitab suurendada katte tihedust ning kiirendab oluliselt difusiooniprotsesse pulbriosakeste ja detaili vahel. Praktikas kasutatakse jõu aktiveerimiseks: staatiline koormuse rakendamine samaaegse kuumutamisega, paagutamine koos vibratsiooni rakendamisega, surve tsentrifugaaljõudude abil.

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

Elektriline kontaktküpsetamine. Praktikas kasutatakse tavaliselt elektrilise kontaktpaagutamise meetodit jõuga aktiveerimisega. Katmisprotsess toimub sel juhul järgmiselt. Pulber juhitakse detaili pinnale, mis surutakse selle vastu takistuskeevitusmasina elektroodiga (tavaliselt rulliga). Impulsside mõjul elektrivool pulber kuumutatakse temperatuurini 0,9 ± 0,95 selle sulamistemperatuuri. Kuumutamine toimub elektrivoolu läbimisel aktiivtakistusest vabaneva energia tõttu, mis tekib pulbriosakeste, detaili pinna ja elektroodi kontaktidest.

Elektroodi surve mõjul deformeeruvad pulbri plastosakesed ja paagutatakse kokku ja detaili pind. Kate moodustub paagutamise ja keevitamise hangumis- ja difusiooniprotsesside difusioonivaba protsessi tulemusena.

Küpsetusprotsess on tagatud järgmiste parameetrite juures: voolutugevus kuni 30 kA, pinge 16 V, vooluimpulsi kestus 0,01 0,1 s, rõhk pulbrile kuni 100 MPa.

Elektrilise kontaktpaagutamise meetod, millel on kõrge tootlikkus ja madal energiamahukus, tagab pealekantud pulbrikihi nakketugevuse detailiga 150×200 MPa, tekitab detaili väikese kuumusega mõjutatud tsooni, ei nõua pulbri kasutamist. kaitsva atmosfääriga ning sellega ei kaasne valguse emissiooni ega gaaside eraldumist. Kattele vajaliku poorsuse, kõvaduse ja kulumiskindluse andmiseks kasutatakse legeeritud pulbreid.

Puuduste juurde See meetod peaks hõlmama katte omaduste ebastabiilsust elektroodi (rulli) traditsioonilise (silindrilise) kujuga detaili pikkuses, mis on tingitud pulbri ebaühtlasest kuumenemisest selle laiuse piires. Kui rulli keskmise osa all, kus pulbrile avaldatav rõhk on maksimaalne, võib see sulamispunktini üle kuumeneda, siis äärmuslike sektsioonide all võib kuumutustemperatuur olla kvaliteetseks küpsetamiseks ebapiisav, mis võib põhjustada pulbri killustumist. rakendatud kiht töötamise ajal.

Pulbri ebaühtlane kuumenemine on antud juhul tingitud selle voolavusest, mille tõttu on pulbrikihi tihedus ja sellest tulenevalt ka elektritakistus rulli laiuses muutuv. Pulbri kuumenemise stabiliseerimiseks rulli laiuses tehakse selle välimine kontaktpind nõgusaks.

Tööstuses on üha laialdasemalt kasutusel INDMASH NASB-s välja töötatud küpsetusmeetod, mille puhul jõuga aktiveerimine toimub tsentrifugaaljõudude toimel ning pulbrit ja osa kuumutatakse küpsetusprotsessi käigus induktiivselt.

Märkimisväärne eelis seda meetodit küpsetamine seisneb selles, et tänu tsentrifugaaljõudude mõjule igale pulbriosakesele tagatakse katte kvaliteetne moodustumine üheaegselt kogu detaili pinna pikkuses. Lisaks iseloomustab seda küpsetusprotsessi kuumutamise ja katte moodustamise ajalise kombinatsiooni tõttu kõrge tootlikkus koos detaili ja pulbri pinna minimaalse oksüdatsiooniga.

Induktsioontsentrifugaalküpsetamise teel kantakse silindriliste osade sise-, välis- ja otspindadele hõõrde- ja kulumiskindlad katted laias diameetrivahemikus. Sel eesmärgil kasutatakse spetsiaalseid tsentrifugaalseadmeid. Tavaliselt pööratakse detaili ümber horisontaaltelje, kusjuures induktiivpool paikneb väljastpoolt, mis võimaldab saada kogu detaili pikkuses ühtlase kattekihi paksuse ja kanda katteid väikese läbimõõduga aukudesse.

Vastavalt standardsele tehnoloogilisele tsentrifugaalse induktsioonküpsetamise protsessile "puksi" tüüpi detaili augus asetatakse see kaitsvasse teraskesta, auku valatakse pulbri ja räbusti segu ning auk suletakse mõlemast otsast. mittenakkuvate tihendite ja kaantega osast.

Sel viisil kokkupandud seade paigaldatakse tsentrifugaalüksuse spindlile, olles eelnevalt taganud selle vajaliku asendi induktiivpooli suhtes. Seejärel keeratakse spindel ja lülitatakse sisse induktiivpooli toiteahel. Osa küttetemperatuuri kontrollib vastav süsteem.

Pärast pulbermaterjali paagutamist ja katte küpsetamist lülitatakse induktiivpool välja, säilitades spindli pöörlemise. Pöörlemine peatub detaili jahutamisel temperatuurini 350×600 °C, misjärel seade eemaldatakse paigaldusest ja jahutatakse loomuliku temperatuurini. Saadud kate töödeldakse vajaliku suurusega.

IN viimased aastad Kasvanud on elektrikaare metalliseerimise vajadus. Elektrikaare metalliseerimine(EDM) on rohkelt võimalusi võrreldes kõigi tuntud metallide katmismeetoditega. EDM-i kasutamisega on see võimalik osad taastada laia valiku masinaid erinevates tööstusharudes ja Põllumajandus, pakkuda pikaajalist alumiiniumi ja tsinki suhkrutehaste difusioonisõlmedele, torudele, mahutitele ja muudele metallkonstruktsioonidele, saada katteid pseudosulamitest, näiteks alumiiniumist ja terasest, vasest ja terasest, pronksist ja terasest, samuti dekoratiivkatteid värviliste metallidega (vask, pronks, messing, alumiinium).

Kaare metallistamise skemaatiline diagramm on näidatud joonisel fig. Põleti kahe kanali kaudu juhitakse pidevalt kahte traati, mille otste vahel ergastatakse kaar ja traat sulab. Sulametalli kogub kokku suruõhu vool, mis voolab keskdüüsist elektrometallisaator ja kantakse peeneks hajutatud kujul alusmaterjali pinnale. Sulametalli pihustamine ja transportimine toimub tavaliselt suruõhuga, kuigi korrosioonikindla terase ja alumiiniumisulamite 308 pihustamisel kasutatakse lämmastikku. Kell kaare pihustamine alalisvoolul kulgeb protsess stabiilselt, tagades kõrge protsessi tootlikkusega peeneteralise struktuuriga kattekihi valmistamise. Seetõttu kasutatakse praegu kaarpihustamiseks pingestabilisaatoriga alalisvooluallikaid või veidi suureneva karakteristikuga allikaid.

Kaare metalliseerimine sellel on järgmised eelised. Võimsate elektrometalliseerimisseadmete (elektrikaare metallisaator) kasutamine võib oluliselt tõsta protsessi tootlikkust ja vähendada ajakulusid. Näiteks 750 A vooluga saate pihustada terasest kate tootlikkusega 36 kg/h ja voolutugevusega 500 A - tsinkkate tootlikkusega 1,2 kg/min, mis on mitu korda suurem kui leekpihustamise tootlikkus.

Kaarpihustamise puudused hõlmavad pritsitava materjali ülekuumenemise ja oksüdeerumise ohtu pihustatud traadi madalal etteandekiirusel. Pealegi, suur hulk Kaarpõlemisel eralduv soojus põhjustab pihustatud materjalis sisalduvate legeerivate elementide olulise läbipõlemise (näiteks süsinikusisaldus kattematerjalis väheneb 40-60% ning räni ja mangaani sisaldus 10-15%).

Kattekihi kandmisel detaili pinnale ei põhjusta 50 - 70 °C kuumutamine detaili metallis struktuurseid muutusi, st säilivad selle mehaanilised omadused, tänu millele on võimalik katet peale kanda. kiht mis tahes materjalidele: metall, plastik, puit, kumm jne. Metalliseerimine tagab pihustatud kihi kõrge kõvaduse, mis aitab pikendada taastatud osade kasutusiga. Tolmutakse väga erinevaid metalle. Seda saab kasutada näiteks pihustamiseks bimetallist alumiiniumist ja pliist traat, mis võimaldab mitte ainult kalleid tinababitte ja pronkse asendada, vaid ka oluliselt pikendada laagrite kasutusiga.

Kasutades siiski metalliseerimine, on vaja arvestada, et detaili pinnale kantud metalliseeritud kiht ei suurenda selle tugevust. Seetõttu ei tohiks metalliseerimist kasutada nõrgestatud ristlõikega osade taastamiseks. Dünaamilise koormuse all olevate osade taastamisel, samuti hõõrdumisel ilma määrdeaineteta töötavate osade taastamisel peate teadma, et pihustatud kihi nakkumine detaili mitteväärismetalliga on ebapiisav.

Kviitung kvaliteetsed katted on võimalik ainult režiimide range järgimise ja metalliseeritavate osade pindade hoolika ettevalmistamise korral.

Osade pinna ettevalmistamisel metalliseerimiseks tehakse üksikud toimingud järgmises järjestuses: puhastage osad mustusest, kiledest, oksiididest, rasvaplekkidest, niiskusest ja korrosioonitoodetest; teostage eeltöötlus, lõigates pinda, et anda sellele õige geomeetriline kuju; saada osade pindadel karedust, mis on vajalik rakendatud metallikihi säilitamiseks; kaitsevad metalliseerimata osade külgnevaid pindu.

Olemasolevate osade pinnad metalliseerimine, puhastatud mustusest pesumasinates, harjadega, pestud bensiinis või lahustites, kuumutatud ahjudes gaasipõleti või puhuri leegiga. Lõikamisega korrigeeritakse detaili geomeetrilist kuju ja viiakse detaili mõõtmed mõõtudeks, mille juures on võimalik kanda antud paksusega katteid. Silindriliste pindade otstesse jäetakse helmed ja rõngakujuliste soonte kujul töödeldakse lukud, mis kaitsevad katet hävimise eest.

Metalliseeritavate detailide pinna vajalik karedus saadakse järgmiste meetoditega. Termiliselt töötlemata ümmarguse osa pinnal peal kruvide lõikamise treipink lõigatud "räbaldunud" niit lõikur, mis on paigaldatud suure üleulatusega detaili teljest allapoole 3–6 mm. Lõikuri vibratsioon toob kaasa kareda pinna, millel on jämedad. Niit lõigatakse lõikekiirusel 8 - 10 m/min (ilma jahutamiseta) ühe lõikekäiguga 0,6 - 0,8 mm sügavusele. Keerme samm on 0,9–1,3 mm ning viskoossete ja pehmete materjalide puhul 1,1–1,3 mm. Fileedele niite ei lõigata. Et võimaldada lõikuril niitide lõikamisel välja tulla ja vältida katte lõhenemist detaili otsas, tehakse rõngakujulised sooned, mille sügavus peaks olema 0,2–0,3 mm suurem kui keerme sügavus. Mõnel juhul asendatakse rõngassooned töötlemata treimisega, jättes 1–2 mm laiused helmed. Tabelis 31 näitab mõningaid režiime rebenenud niitide lõikamisel.

Sageli asendatakse niidi lõikamine produktiivsema protsessiga - niidi rullimine. Mitteväärismetalli ja kattekihi vahelise sideme tugevus halveneb mõnevõrra.

Elektriseadmete pihustusjõudlus sõltub kasutatavast materjalist. Kui pihustusrežiim on õigesti valitud, soojendatakse pinnakihti 0,5–0,7 mm paksuse kattekihiga temperatuurini 70 ° C; kattekihi paksusega 2–3 mm või rohkem, ulatub selle kihi temperatuur 100–150 °C-ni. Kuumutamine võib põhjustada kõrget pinget. Osa kuumenemise vähendamiseks kantakse kate õhukeste kihtidena eraldi sektsioonidena. Seega pihustatakse 150 mm läbimõõduga ja märkimisväärse pikkusega võlli kahvleid ühe käiguga pinda, mille pindala ei ületa 800–1000 mm 2.

Katte kõvadus saab reguleerida, valides katmisprotsessi ajal lähtematerjali või jahutusrežiimi.

Nagu varem öeldud, tehnoloogiline protsess Katte pealekandmine varieerub sõltuvalt detaili kujust. Kõige sagedamini kantakse katted lamedate pindadega osadele käsitsi. Mõnel juhul kasutatakse pihustatud materjali pealekandmiseks metallilõikamismasinaid. Pinnakate pihustamisel lamedatele osadele tekivad mitmed raskused, mis on eelkõige tingitud tõmbejääkpingetest, mis kipuvad katet detaililt lahti rebima. Kui kihi paksus on üle 0,3 mm, võib kate lamedate pindade otstest maha tulla.

Et vältida kattekihi lõhenemist või lõhenemist piki tasase pinna välisperimeetrit, spetsiaalne sooned.

Lamedate osade ettevalmistamine katmiseks seisneb “räbaldunud” soonte sisse lõikamises höövelmasinad või elektriliste vahenditega krobelise kareda pinna tekitamine. Väikeste lamedate osade pindadele lõigatakse treipinkidel või pöörlevatel masinatel Archimedese spiraali kujul “räbaldunud” sooned. Höövlitel saavad ümara teraga lõikelõikurid lõigata paralleelseid sooni ja rullida soonte ülaosasid. Valtsitud pinnad töödeldakse liivapritsiga. Sooned peavad olema koormuse suunaga risti.

Kui katte paksus on üle 0,5 mm, seisneb detaili ettevalmistamine 2-3 mm sammuga tüüblikujuliste soonte lõikamises või naastude paigaldamises (malemustris) koos tühikute peitliga sisselõikamisega.

Keerulise kujuga detailide puhul kasutatakse pragude, õõnsuste ja lamedate osade tihendamiseks liivapritsi kuiva kvartsliivaga, mille osakeste suurus on 1,5–2 mm.

Mõnel juhul saadakse krobelised pinnad, kui kerida detailile katlakivist eemaldatud traati läbimõõduga 0,5–1,6 mm sammuga, mis võrdub kahe kuni viie traadi läbimõõduga. Keritud traat kinnitatakse keevitamise teel, mille järel tehakse liivapritsiga töötlemine.

Saamise eest Kõrge kvaliteet katmisel suunatakse pihustatud metalli juga töödeldava detailiga risti ja kaugus metalliseerimisdüüsist tooteni (detailini) hoitakse vahemikus 150–200 mm. Esiteks kantakse metall teravate üleminekutega detailidele, nurkadele, fileedele, servadele ja seejärel kogu pind metalliseeritakse, ehitades metalli ühtlaselt üles. Pihustatud metalliga kaetud pindade vajalikud mõõdud, viimistluse kvaliteet ja õige geomeetriline kuju saadakse lõpptöötlusel.

Kulunud osade metalliseerimisega taastamine on seotud ümbritseva õhu saastamisega pihustatud metalli tolmu ja aurudega, elektrikaare toimega, samuti seadmete tekitatava müraga. Töökaitsenõuete kohaselt metalliseerimistehase kasutamisel töökojas või toas tuleb paigaldada ventilatsioon. Üldkasutatavate standardsete metalliseerimisseadmete tingimustes koosneb see ventilatsioon kohttõmbesüsteemist, mis tuleb paigaldada igale töökohale (liivapritsikapp, kabiin, treipink). Metalliseerimispaigaldiste käitamise kogemuse põhjal on õhu liikumise kiiruseks tasapinnas võetud vähemalt 1 - 1,2 m/s ja treipingi avatud horisontaalse vihmavarju ristlõikes vähemalt 4 m/s. Liivapritsikapist imetud õhk tuleb tolmust puhastada õue või tsüklonitesse paigaldatud tolmukollektorites. Lisaks peab ettevõtte metalliseerimispaigaldise ruum olema talvel varustatud sissepuhkeventilatsioonisüsteemiga koos ruumi tarnitava õhu soojendamisega. Silmade kaitsmiseks ultraviolettkiirte eest peate kasutama tumedate läätsedega prille.

Elektrikaare metalliseerimine– Pindamisprotsess, mis kasutab elektrit traadimaterjali kuumutamiseks/sulatamiseks. Kahele kuluvale juhtmele suunatakse erineva polaarsusega alalisvool, mille tõttu süttib kaar, juhtmed sulavad ja eraldunud materjaliosakesed kanduvad suruõhujoaga pihustuspinnale.
Alalisvoolu kasutamine võimaldab stabiliseerida kaarelahendust ja hoolikalt kontrollida pihustusparameetreid.

Riis. 1. Elektrikaare metalliseerimine

Iseärasused
Elektrikaare metalliseerimist iseloomustab suurepärane jõudlus ja kõrge efektiivsus võrreldes teiste tehnoloogiatega. Lisaks iseloomustab elektrikaare metalliseerimise seadmeid kasutusmugavus, tagasihoidlikkus, madalad nõuded ühenduse infrastruktuurile, mis võimaldab seda kasutada nii statsionaarsete elektri- ja suruõhuliinidega töökojas kui ka väljaspool elektrivõrku. töökoda, kus piisab täiendavalt laialt levinud tööstuslike kompressorite ja elektrigeneraatorite kasutamisest.
Elektrikaare metalliseerimiseks mõeldud materjale toodetakse juhtmetena, sealhulgas pulbertraatidena.
Elektrikaare metalliseerimine hõlmab kasutamist elektrienergia materjali sulatamiseks. Lahtise leegi ja põlemise puudumine võimaldab suletud ruumides kasutada elektrikaare metalliseerimist. Elektrikaare metalliseerimise kasutamine toiduainete ja naftasaaduste hoidmiseks ja transportimiseks ning ballastitankide sisepindade pihustamiseks on laialt tuntud; Samuti on võimalik kasutada metalliseerimist ventileeritavate šahtide sees jne.
Kasutatavate materjalide valik on piiratud juhtivate elementide kohustusliku olemasoluga tarnitavas materjalis. Elektrikaare metalliseerimine ei ole rakendatav polümeeride, keraamiliste ja muude mittejuhtivate materjalide sadestamiseks.

Rakendus
Elektrikaare metalliseerimise levinuim kasutusala on madalsulavate materjalide (Zn, Al, nende sulamid) sadestamine. Tsingil, alumiiniumil, nendel põhinevatel sulamitel, aga ka magneesiumi, titaani ja muude elementide lisamisel põhinevaid kattesüsteeme iseloomustab madal elektrokeemiline potentsiaal, mis võimaldab neid kasutada konstruktsiooniteraste korrosioonikaitseks.
Sellised katted hoiavad ära korrosiooni mitte ainult teraspindade isoleerimisega söövitavate mõjude eest keskkond värvide ja lakkidena. Negatiivne elektroodi potentsiaal terase suhtes kaitseb galvaaniliselt pinda korrosiooni eest isegi katte lokaalsete kahjustuste korral. Lisaks on selliste kattekihtide kasutamisel põhimõtteliselt võimatu tekitada kilealust korrosiooni, mis tekib väga sageli värvide ja lakkide kasutamisel.
Metalliseerimiskatete teine ​​oluline eelis on metallkatete kõrge nakkuvus. Pealegi suureneb nake aja jooksul ainult metallide vastastikuse difusiooni tõttu, samas kui igasugune värvi- ja lakikate kaotab varem või hiljem nakke ja koorub materjalide põhimõttelise heterogeensuse tõttu maha.


Joonis 2
. Korrosioonivastase katte kandmine avamereplatvormi muutuva märguvusega tsoonile.

Kulumiskindlate katete pealekandmiseks saab lisaks korrosioonivastastele katetele kasutada elektrikaare metalliseerimist.
Spetsiaalselt disainitud räbustiga juhtmete kasutamine hõlmab kolmeastmelist katte moodustamise protsessi: esiteks sulatab metalliseerija energia räbustiga traadi kesta, sulamine on endotermiline reaktsioon; Kesta sulamisel eralduv soojus sulatab nööri materjali täitva laengusegu.
Erinevalt kulumiskindlate kattekihtide pealekandmisel laialdaselt kasutatavast kiirpihustusest on elektrilisel kaarmetalliseerimisel suurem tootlikkus ja liikuvus, mis muudab selle suurepärane alternatiiv kulumiskindlate kattekihtide loomiseks, samas kui EDM-katete pealekandmine on palju odavam eristav omadus HVOF-katteid iseloomustab kõrge poorsus, mis võib mõnel juhul põhjustada korrosiooni, kui ka madalam nakkuvus.

Elektrikaare metalliseerimise protsess on tuntud juba pikka aega ja alates eelmise sajandi 50ndatest on seda laialdaselt kasutatud korrosioonivastane kaitse metallkonstruktsioonid. Elektrikaare metalliseerimisel kasutatakse kaudset elektrikaarti, mis põleb kahe pinge all oleva juhtme vahel. Sulanud elektroodimetalli tilgad pihustatakse detaili suunas suruõhu või kaitsegaasi vooluga. Kui traat sulab, juhitakse see kahe paari etteanderullikute abil elektrikaare põlemistsooni. Protsessi diagramm on näidatud joonisel riis. 3.5.

Elektroodide sulamine toimub peamiselt elektroodilähedaste täppide piirkonnas kaare poolt vabaneva energia tõttu. Gaasivooluga pihustatud vedela metalli keskmine massitemperatuur on sulamistemperatuurist keemistemperatuurini. Selline täitematerjali märkimisväärne kuumutamine põhjustab jäätmete tõttu legeerivate elementide märkimisväärset kadu. Stabiilne pihustusprotsess vastab kaare põlemisrežiimidele ilma lühisteta, mille tagab dünaamilise tasakaalu olemasolu keskmise sulamiskiiruse ja elektroodi etteandekiiruse vahel.

Riis. 3.5
1 - traatelektroodid; 2 - etteanderullid; 3 - isolaatorid; 4 - puhuri toru; 5 - detail

Selles režiimis koguneb sulametall esmalt elektroodide otsa ja seejärel pihustatakse seda gaasivooluga. Koos metalliosade perioodilise vabanemisega elektroodidevahelisest pilust metalliseerimise ajal täheldatakse ka ülekuumendatud metalli pidevat joavoolu elektroodide pinnalt. Elektrikaare metalliseerimisel on pihustatud osakeste suurused ligikaudu 100 mikronit, mis vastab osakeste massile 1,4-10-9 kg. Maksimaalne suurus osakesed, välja arvatud harvad erandid, ei ületa 200 mikronit. Elektroodidest lahkunud metalli purustamine jätkub õhujoa gaasidünaamiliste jõudude mõjul. Pealegi sõltub see dispersioon suurel määral nii transpordigaasi rõhust kui ka sulametalli omadustest, sealhulgas selle ülekuumenemisest.

Elektrikaare metalliseerimine toimub suruõhu või kaitsegaasi rõhul 0,5-0,6 MPa. Voolutugevus elektrikaare metalliseerimisel varieerub järgmistes piirides:

  • 35 kuni 100 A madalsulavate metallide (alumiinium ja tsink) puhul;
  • 70 kuni 200 A terase ja raua- ja vasepõhiste sulamite jaoks.

Pinge varieerub 20-35 V. Tootlikkus tsingi pihustamisel on kuni 32 kg/h, alumiiniumi - kuni 9 kg/h.

Metalliosakeste liikumiskiirus gaasivoolus on vahemikus 120–300 m/s. See määrab nende lühiajalise ülekandumise detaili pinnale (lennuaeg on tuhandikud sekundit) ja olulise kineetilise energia, mis detaili pinnaga kokkupõrke hetkel muutub soojusenergiaks ja põhjustab elemendi täiendava kuumenemise. kontakttsoon. Kokkupõrge detaili pinnaga kokkupuute hetkel põhjustab metalliseeritud kihi tihenemise ja vähendab selle poorsust 10-20%.

Elektrikaare metalliseerimisega on võimalik saada erineva paksusega kihte tulekindlate metallide puhul 10 μm kuni 1,5 mm ja madalsulavate metallide puhul 3,0 mm. Elektrikaare metalliseerimise tootlikkus on 3-20 kg/h.

Metalliseeritud kihti saab kanda konstruktsioonide välis- ja sisepindadele sulametalli pihustamise nurga all detaili pinna suhtes 45° kuni 90°. Kvaliteetse katte saamiseks suunatakse pihustatud metalli juga töödeldava detailiga risti ja kaugus metalliseerimisdüüsist tooteni (osa) ei ületa 150-200 mm. Tabelis 3.4 esitab andmed pihustuskauguse mõju kohta metalliseeritud kihi omadustele.

Tabel 3.4. Katte füüsikalis-mehaanilised omadused erinevatel metallistamiskaugustel.

Elektrikaarega katmise efektiivsuse tõstmiseks intensiivistatakse seda gaasijuga puhumise, sellele elektromagnetväljade rakendamise või elektroodidel väga suure voolutihedusega lahenduste kasutamisega. Suur voolutihedus saadakse elektroodide ristlõike vähendamisel või suure voolulahenduse kasutamisel. Metalliseeritud kihtide tihendamine tagatakse pihustamise ja haavelpuhastusprotsessi kombineerimisega. Lask on suunatud nii, et selle löögid põhjustavad vastladestatud kihi plastilise deformatsiooni.

Metalliseerimiseks mõeldud pind tuleb puhastada mustusest, õlist ja roostest. Pinna ettevalmistamine toimub kõige sagedamini haavelpuhastusega (liivapritsiga). Enne töötlemist pinnad rasvatustatakse. Rahuldava nakkuvuse tagamiseks ei tohiks ettevalmistus- ja metalleerimistoimingute vaheline aeg ületada 2 tundi. Termiliste sisepingete vähendamiseks tuleks metalleerimisprotsess läbi viia pausidega üksikute käikude vahel, vältides metalliseeritud pinna ülekuumenemist.

Esiteks kantakse metall teravate üleminekutega detailidele, nurkadele, fileedele, servadele ja seejärel kogu pind metalliseeritakse, ehitades metalli ühtlaselt üles. Pihustatud metalliga kaetud pindade vajalikud mõõdud, viimistluse kvaliteet ja õige geomeetriline kuju saadakse lõpptöötlusel.

Metalliseerimist, millele järgneb värvimine, kasutatakse teraskonstruktsioonide kaitseks ja see klassifitseeritakse kombineeritud pinnakattena. Kombineeritud katete kasutusiga tänu sünergiale on oluliselt pikem kui iga kihi kasutusiga eraldi, mistõttu tuleks neid kasutada hoonete sees mõõdukalt ja väga agressiivses keskkonnas kasutatavate teraskonstruktsioonide pikaajaliseks korrosioonikaitseks. , õues ja varikatuste all, samuti vedelas orgaanilises ja anorgaanilises keskkonnas. Elektrikaare metalliseerimise meetoditel toodetud katteid kasutatakse sildade teraskonstruktsioonide ja raudbetoontugede, kütusepaakide, torustike, soojusvõrkudes kasutatavate seadmete, nafta- ja keemiatööstuses kasutatavate seadmete kaitseks.

Täitematerjalid

Kattematerjali valik sõltub töötingimustest ja pindadel toimuvatest peamistest kulumisprotsessidest. Peamine täitematerjali tüüp on pidev traatelektrood. Kasutatakse nii 1,0–2,5 mm läbimõõduga täis- kui ka räbustiga juhtmeid. Traadi etteande kiirus varieerub vahemikus 220-850 m/h.

Täistraate kasutatakse peamiselt pindadele katete loomiseks fikseeritud maandumiskohtade jaoks (madala süsinikusisaldusega terastest Sv-08, Sv-10GA) ja liikuvatest liigenditest (kõrge süsinikusisaldusega terastest Np-50, Np-85 ja legeerterastest Np-30Kh13, Np-40Kh13, Np-60Х3В10Ф). Kõrge kõvadusega katete saamiseks kasutatakse räbustiga juhtmeid.

Korrosioonivastaste kattekihtide loomiseks kasutatakse tugevalt legeeritud rauapõhiseid traate (Sv-08Kh18N8G2B, Sv-07Kh18N9TYu, Sv-06Kh19N9T, Sv-07Kh19N10B, Sv-08Kh19N10G20, as well as rous metallid (nikkel, tsink, vask jne).

Peamised värvilised korrosioonivastased materjalid, mida elektrikaare metalliseerimisega teraskonstruktsioonidele ja toodetele rakendatakse, on tsink, alumiinium ja nende sulamid. Tsinkkatted on korrosioonikindlad merevesi ja mereatmosfääri tingimustes. Suurim mõju tsingi korrosiooni kiirusele tööstuslinnade tööstuskeskkonnas on vääveloksiidide, aga ka muude ainete (näiteks kloori ja vesinikkloriidhappe aurude) sisaldusel, mis moodustavad tsingiga hügroskoopseid ühendeid.