Arcul poate fi alimentat cu AC sau DC. Când se folosește curent continuu, arcul arde continuu și constant, prin urmare, în comparație cu curentul alternativ, procesul de topire este mai stabil, se asigură dispersia mare a particulelor de metal aplicat și densitatea straturilor pe care le creează.

Dacă această lucrare nu vă convine, există o listă de lucrări similare în partea de jos a paginii. De asemenea, puteți utiliza butonul de căutare

Placare cu arc

Esența procesului constă în faptul că metalul pulverizat este topit printr-un arc electric, pulverizat în particule de 10-100 µm și transferat la suprafață pentru a fi restaurat printr-un jet de gaz.

Orez. 4.49. Schema metalizării arcului electric: 1 - suprafață pulverizată; 2 - sfaturi de ghid; 3 - duza de aer; 4 - role de alimentare; 5 - sârmă; 6 - gaz.

Un arc electric este excitat între două fire de electrod 5, care sunt izolate unul de celălalt și sunt alimentate uniform de mecanismele cu role 4 la o viteză de 0,6-1,5 m/min prin vârfurile de ghidare 2. Dacă firele sunt realizate din materiale diferite, atunci materialul de acoperire este aliajul lor. Distanța de la duză la piesă este de 80-100 mm.

În același timp, aer comprimat sau un gaz inert la o presiune de 0,4-0,6 MPa intră în zona arcului prin duza de aer 3, care pulverizează metalul topit și îl transferă pe suprafața piesei 1. Viteză mare de mișcare a particulele metalice (120-300 m/s) și un timp de zbor nesemnificativ, calculat în miimi de secundă, provoacă în momentul impactului piesei deformarea plastică a acestora, umplerea porilor suprafeței piesei cu particule, aderența de particule între ele și cu piesa, în urma cărora se formează o acoperire continuă pe aceasta. Prin stratificarea succesivă a particulelor de metal, este posibil să se obțină o acoperire cu o grosime mai mare de 10 mm (de obicei 1,0–1,5 mm pentru materiale refractare și 2,5–3,0 mm pentru materiale cu punct de topire scăzut).

Arcul poate fi alimentat cu AC sau DC. Când se folosește curent continuu, arcul arde continuu și constant, prin urmare, în comparație cu curentul alternativ, procesul de topire este mai stabil, se asigură dispersia mare a particulelor de metal aplicat și densitatea straturilor pe care le creează.

Pentru pulverizarea cu arc electric se folosesc metalizatoare electrice: mașini-unelte EM-6, MES-1, EM-12, EM-15 (cu o cantitate semnificativă de lucrări de restaurare), care sunt de obicei montate pe strunguri sau echipamente speciale sau manuale ( portabil) EM-3, REM-ZA, EM-9, EM-10 (cu o cantitate mică de muncă).

Materialul de umplutură pentru metalizare, în funcție de scopul acoperirii, este de obicei un fir electrod (oțel, cupru, alamă, bronz, aluminiu etc.) (Tabelul 4.8) cu un diametru de 1-2 mm. Pentru a obține acoperiri anti-fricțiune, se folosește un fir bimetalic plumb-aluminiu cu un raport de masă al acestor metale de 1:1.

Sârma trebuie să fie netedă, curată și moale. Sârma de oțel rigidă este recoaptă la o temperatură de 800–850°C, urmată de răcire lentă împreună cu cuptorul. Pentru a reduce rigiditatea firului din cupru și aliajele sale, este necesară încălzirea la 550–600°C, urmată de răcire în apă.

Principalele avantaje ale metalizării cu arc electric sunt productivitatea ridicată în comparație cu alte metode (până la 50 kg de material pulverizat pe oră) și echipamentele tehnologice simple.

Dezavantajele sale includ arderea semnificativă (până la 20%) a elementelor de aliere și oxidarea crescută a metalului. Pentru eliminarea acestor neajunsuri, în cazuri justificate, în locul aerului comprimat, se folosesc produse de ardere a combustibilului cu gaze naturale sau hidrocarburi pentru pulverizarea metalului topit, excluzând interacțiunea particulelor de metal cu aerul (metoda de metalizare activată). În acest caz, datorită carburării și întăririi particulelor de metal, duritatea stratului pulverizat crește.

Tabelul 4.8

Material de sârmă de electrozi pentru diferite acoperiri

Metalizare de înaltă frecvență

Această metodă se bazează pe topirea materialului de umplutură prin încălzire inductivă cu un curent de înaltă frecvență (200-300 kHz) și pulverizarea metalului topit cu un jet de aer comprimat. Ca material de umplutură se folosesc sârmă și tije din oțel carbon cu diametrul de 3–6 mm. Acoperirile sunt aplicate de metalizatoare de înaltă frecvență MVCh-1, MVCh-2 etc.

Materialul de umplutură 6 este topit în inductorul 4 al metalizatorului, care este conectat la un generator de curent de înaltă frecvență. Materialul de umplutură este alimentat continuu de rolele 7 prin bucșa de ghidare 8 și, datorită prezenței concentratorului 3, se topește pe o lungime scurtă. Aerul comprimat care vine de la canalul 5 către zona de topire pulverizează materialul topit și transferă particulele acestuia sub forma unui jet de gaz-metal 2 pe suprafața pulverizată 1.

Orez. 4,50. Schema de depunere prin metoda de înaltă frecvență: 1 - suprafață pulverizată; 2 - jet gaz-metal; 3 - concentrator de curent; 4 - inductor; 5 - canal de aer; b - fir; 7 - role de alimentare; 8 - manșon de ghidare

În comparație cu arcul electric, metalizarea de înaltă frecvență reduce arderea elementelor de aliere și porozitatea acoperirii și, de asemenea, crește productivitatea procesului.

Acoperirile depuse prin metalizare de înaltă frecvență, datorită condițiilor favorabile de topire a materialului de umplutură, au o structură și proprietăți fizice și mecanice mai bune decât în ​​cazul altor metode, cu excepția metalizării cu plasmă. Aceste avantaje se datorează, în special, faptului că arderea principalelor elemente chimice este redusă de 4-6 ori, saturația acoperirii cu oxizi este redusă de 2-3 ori, iar acest lucru crește rezistența de aderență și reduce consumul de material de umplutură. Dezavantajul acestei metode de metalizare este necesitatea unor echipamente tehnologice mai complexe.

Placarea cu plasmă

Aceasta este o metodă progresivă de acoperire, în care topirea și transferul materialului pe suprafața de restaurat se realizează cu un jet de plasmă. Plasma este o stare puternic ionizată a gazului, când concentrația de electroni și ionii negativi este egală cu concentrația ionilor încărcați pozitiv. Un jet de plasmă se obține prin trecerea unui gaz care formează plasmă printr-un arc electric atunci când este alimentat de o sursă de curent continuu cu o tensiune de 80-100 V.

Trecerea unui gaz la o stare ionizată și degradarea acestuia în atomi este însoțită de absorbția unei cantități semnificative de energie, care este eliberată în timpul răcirii cu plasmă ca urmare a interacțiunii sale cu mediul și cu partea pulverizată. Acest lucru determină o temperatură ridicată a jetului de plasmă, care depinde de puterea curentului, tipul și debitul gazului. Ca gaz de plasmă, se utilizează de obicei argon sau azot și mai rar hidrogen sau heliu. Când se utilizează argon, temperatura plasmei este de 15000-30000°C, iar azotul - 10000-15000°C. Atunci când alegeți un gaz, trebuie să țineți cont de faptul că azotul este mai ieftin și mai puțin rar decât argonul, dar pentru a aprinde un arc electric în el este necesară o tensiune mult mai mare, ceea ce duce la cerințe sporite de siguranță electrică. Prin urmare, uneori, la aprinderea arcului, se folosește argon, pentru care tensiunea de excitare și arderea arcului este mai mică, iar în procesul de depunere se folosește azot.

Acoperirea se formează datorită faptului că materialul aplicat care intră în jetul de plasmă este topit și transferat printr-un flux de gaz fierbinte pe suprafața piesei. Viteza de zbor a particulelor de metal este de 150–200 m/s la o distanță de la duză până la suprafața părții de 50–80 mm. Datorită temperaturii mai ridicate a materialului aplicat și vitezei de zbor mai mari, rezistența conexiunii dintre acoperirea cu plasmă și piesă este mai mare decât în ​​cazul altor metode de placare.

Temperatura ridicată și puterea ridicată în comparație cu alte surse de căldură reprezintă principala diferență și avantajul metalizării cu plasmă, care oferă o creștere semnificativă a productivității procesului, capacitatea de a topi și de a aplica orice materiale rezistente la căldură și rezistente la uzură, inclusiv aliaje dure și compozite. materiale, precum și oxizi, boruri, nitruri etc., în diverse combinații. Datorită acestui fapt, este posibil să se formeze acoperiri multistrat cu diferite proprietăți (rezistente la uzură, bine la rulare, rezistente la căldură etc.). Acoperirile de cea mai înaltă calitate sunt obținute prin utilizarea materialelor de suprafață auto-fluxante.

Densitatea, structura și proprietățile fizice și mecanice ale acoperirilor cu plasmă depind de materialul aplicat, finețe, temperatură și viteza de coliziune a particulelor transferate cu piesa care trebuie restaurată. Ultimii doi parametri sunt furnizați prin controlul jetului de plasmă. Proprietățile acoperirilor cu plasmă cresc semnificativ în timpul refluxării lor ulterioare. Astfel de acoperiri sunt eficiente la șocuri și sarcini mari de contact.

Principiul de funcționare și dispozitivul pistoletului cu plasmă este ilustrat în Fig. 4,51. Jetul de plasmă este obţinut prin trecerea gazului care formează plasmă 7 printr-un arc electric creat între catodul de tungsten 2 şi anodul de cupru 4 atunci când la acestea este conectată o sursă de curent.

Catodul și anodul sunt separate de izolatorul 3 și sunt răcite continuu cu lichidul b (de preferință apă distilată). Anodul este realizat sub forma unei duze, al cărei design asigură compresia și o anumită direcție a jetului de plasmă. Compresia este facilitată și de câmpul electromagnetic care apare în jurul jetului. Prin urmare, gazul ionizat care formează plasmă iese din duza pistolului cu plasmă sub forma unui jet cu secțiune transversală mică, ceea ce asigură o concentrație mare de energie termică.

Orez. 4,51. Schema procesului de pulverizare cu plasma: 1 - dozator de pulbere; 2 - catod; 3 - garnitura izolatoare; 4 - anod; 5 - gaz purtător; 6 - lichid de răcire; 7 - gaz plasmatic

Materialele aplicate sunt utilizate sub formă de pulberi granulare cu dimensiunea particulelor de 50-200 microni, snururi sau sârmă. Pulberea poate fi introdusă în jetul de plasmă împreună cu gazul care formează plasmă sau din dozatorul 1 prin gazul de transport 5 (azot) în duza arzătorului cu gaz, iar firul sau cablul este introdus în jetul de plasmă sub arzătorul cu plasmă. duză. Înainte de utilizare, pulberea trebuie uscată și calcinată pentru a reduce porozitatea și pentru a crește aderența acoperirii la piesă.

Protecția jetului de plasmă și a particulelor de metal topit conținute în acesta de interacțiunea cu aerul poate fi realizată printr-un flux de gaz inert, care ar trebui să acopere jetul de plasmă. Pentru aceasta, în pistolul cu plasmă este prevăzută o duză suplimentară concentric față de cea principală, prin care este furnizat un gaz inert. Datorită acesteia, sunt excluse oxidarea, nitrurarea și decarburarea materialului pulverizat.

În exemplul considerat, sursa de alimentare este conectată la electrozii pistoletului cu plasmă (conexiune închisă), astfel încât arcul electric servește doar la crearea unui jet de plasmă. Când se folosește materialul aplicat sub formă de sârmă, la acesta se poate conecta și sursa de alimentare. În acest caz, pe lângă jetul de plasmă, se formează un arc de plasmă, care participă și la topirea tijei, datorită căruia puterea pistolului cu plasmă crește semnificativ.

Instalațiile moderne de suprafață cu plasmă au sisteme electronice de reglare a parametrilor procesului, echipate cu manipulatoare și roboți. Aceasta crește productivitatea și calitatea procesului de depunere, îmbunătățește condițiile de lucru ale personalului de întreținere.

Metalizarea la flacără

Metoda de acoperire cu flacără gaz constă în topirea materialului aplicat cu o flacără la temperatură înaltă, pulverizarea și transferul particulelor de metal pe suprafața pregătită anterior a piesei cu un jet de aer comprimat sau un gaz inert. Temperatura de flacără a gazelor combustibile amestecate cu oxigen este în intervalul 2000-3200 °C. Pentru metalizarea cu flacără de gaz, materialele sunt utilizate sub formă de sârmă, pulberi și corzi. Snururile constau dintr-un material de umplutură sub formă de pulbere învelit într-un material care arde complet într-o flacără de gaz.

Topirea metalului se realizează printr-o flacără reducătoare, ceea ce face posibilă, în comparație cu metalizarea cu arc electric, reducerea arderii elementelor de aliere și decarburarea materialului, îmbunătățind astfel calitatea acoperirii. Avantajul metalizării cu flacără de gaz este, de asemenea, o oxidare relativ mică a metalului atunci când este pulverizat în particule mici, ceea ce asigură o densitate și o rezistență mai mare a acoperirii. Dezavantajul acestei metode este productivitatea scăzută a depunerii (2-4 kg de metal pe oră) și costul mai mare al materialelor de suprafață.

În funcție de scopul piesei, de materialul acesteia și de condițiile de funcționare, în timpul restaurării sunt utilizate diferite metode de metalizare cu flacără de gaz.

Pulverizare cu flacără din materiale de bar. Sârma de umplere 3 este topită de o flacără 7 dintr-un amestec de gaz combustibil (acetilenă sau propan-butan) cu oxigen, care sunt introduse în camera de amestec 1 prin canalele 5 și respectiv 2. Prin canal intră aer comprimat sau un gaz inert. 6, care pulverizează metalul topit sub formă de particule saturate jet de metal 8 și le transferă pe suprafața pulverizată 9.

Arzatoarele pot fi manuale si automate. Arzătoarele cu sârmă folosesc sârmă cu un diametru de 1,5 până la 5,0 mm.

Orez. 4,52. Schema de metalizare cu material de sarma; 1 - camera de amestecare; 2 - canal de alimentare cu oxigen; 3 - fir; 4 - ghid; 5 - canal de alimentare cu acetilenă; 6 - canal de aer; 7 - flacără; 8 - jet metalic de gaz; 9 - suprafata pulverizata

Pulverizarea cu flacără a materialelor sub formă de pulbere. Această metodă de metalizare a câștigat o largă acceptare datorită faptului că utilizarea materialelor sub formă de pulbere oferă avantaje suplimentare. Acestea includ:

– flexibilitate ridicată a procesului, care se exprimă în posibilitatea aplicării de acoperiri pe produse de diferite dimensiuni;

– fără restricții privind combinațiile de materiale de acoperire și piese, ceea ce vă permite să restaurați părți dintr-o gamă și un scop mai larg;

- influență mai mică a procesului de acoperire asupra proprietăților materialului piesei etc.

Suprafețele de așezare uzate ale arborilor și părților corpului sunt supuse pulverizării cu flacără.

În funcție de scopul și materialul piesei care trebuie restaurată, condițiile de funcționare a acesteia, cerințele pentru acoperire și prelucrarea suplimentară a acesteia, se folosesc metode de acoperire cu flacără.: fara reflow si cu reflow, care poate fi efectuată atât în ​​timpul procesului de depunere, cât și după acesta (vezi tabel.)

În funcție de metoda de pulverizare utilizată, se folosesc materiale pulbere adecvate (vezi tabel).

Pulverizare cu flacără fără reflux ulterioarăeste utilizat pentru refacerea pieselor nedeformate cu uzură de până la 2,0 mm și o structură conservată a metalului de bază, care nu sunt supuse la șocuri, sarcini alternative și încălzire la temperatură ridicată în timpul funcționării. Piesa este preîncălzită cu un arzător cu un exces de acetilenă pentru a preveni oxidarea suprafeței. Piesele din oțel sunt încălzite la 50-100 °C, bronz și alamă - până la 300 °C.

Pulverizarea fără fulgerare se efectuează în două etape: în primul rând, se aplică un substrat (pulbere PT-NA-01) și apoi stratul principal (pulbere PT-19N-01 sau altele). Stratul principal se aplică în mai multe treceri, în timp ce grosimea acoperirii nu trebuie să depășească 2,0 mm pe latură. Piesele modelate si plate se pulverizeaza manual, iar piesele de tip “ax” se pulverizeaza manual sau pe instalatii mecanizate cu alimentare automata a metalizatorului.

Refluxarea este necesară pentru acoperirile de metalizare care funcționează sub sarcini de șoc, deoarece, datorită rezistenței scăzute de aderență la metalul de bază, acoperirile netopite se pot crăpa și dezlipi. Acoperirile care urmează să fie refluxate trebuie să conțină materiale care umezesc bine suprafața piesei și au proprietatea de autofluxare, cum ar fi aliajele de pulbere pe bază de nichel.

Faza lichidă formată în timpul topirii acoperirii contribuie la intensificarea proceselor de difuzie între aceasta și metalul piesei. Ca rezultat, puterea de aderență, tenacitatea, rezistența la uzură și densitatea materialului de acoperire sunt crescute. Pentru reflow se folosesc diverse surse de căldură (flacără oxiacetilenă, arc de plasmă, curenți de înaltă frecvență, fascicul laser, cuptoare cu atmosferă protectoare-reducătoare etc.). Temperatura de topire nu trebuie să depășească 1100 °C. Tehnologia reflow ar trebui să excludă supraîncălzirea și decojirea stratului de acoperire. După reflux, piesa este răcită împreună cu un cuptor încălzit corespunzător.

Pulverizare urmată de refluxeste folosit pentru restaurarea pieselor de tip „ax” cu o grosime de acoperire de până la 2,5 mm. Refluxarea se efectuează imediat după pulverizare. Zona pulverizată este încălzită până când stratul de acoperire se topește, în urma căruia capătă o suprafață strălucitoare. Duritatea straturilor topite depinde de marca de pulbere. Sunt rezistente la coroziune, uzură abrazivă, temperaturi ridicate și pot fi utilizate pentru piese care funcționează sub sarcini alternative și de contact.

Schema pulverizării gaz-pulbere fără reflux este prezentată în fig. 4,53.

Orez. 4,53. Schema de pulverizare cu flacără a materialului pulbere folosind un gaz purtător: 1 - un amestec de oxigen cu un gaz combustibil; 2 - gaz purtător; 3 - pulbere pulverizată; 4 - duză; 5 - torță; 6 - acoperire; 7 - substrat

Pulverizare cu reflux simultan(surfacing gaz-pulbere) se folosește pentru refacerea pieselor cu uzură locală de până la 3-5 mm, care funcționează sub sarcini alternative și de șoc, din fontă, oțeluri structurale, rezistente la coroziune și alte materiale.

Baza instalației pentru pulverizarea straturilor de pulbere cu intermitent simultan este o pistoletă de sudură tipică, completată de un dispozitiv pentru alimentarea pulberii într-o flacără de gaz. Instalațiile de pulverizare diferă prin gradul de mecanizare (manual și mașină), putere (foarte mică, mică, medie și mare), metoda de alimentare cu pulbere (injector și non-injector).

Procesul tehnologic de restaurare a pieselor cu acoperire la flacără include, în general, următoarele operații:

— preîncălzirea piesei de restaurat până la 200–250 °С;

- aplicarea unui substrat ca bază pentru aplicarea straturilor principale;

- aplicarea stratului principal de acoperire cu proprietățile fizice și mecanice necesare;

– prelucrarea mecanică a stratului aplicat și controlul acoperirii.

Ceteris paribus, preîncălzirea piesei și aplicarea substratului afectează rezistența de aderență a acoperirii la metalul de bază. Depinde și de metoda de pregătire a suprafeței pentru pulverizare, utilizarea pulberilor termoreglatoare, puterea efectivă a flăcării, metoda și parametrii procesului de pulverizare, prezența aditivilor tensioactivi în materialul de acoperire, echipamentul utilizat. , și alți factori.

Prelucrarea acoperirilor pulverizate cu duritate de până la 40HRC se realizează prin tăiere cu scule din carbură și scule din materiale superdure. Se recomandă ca strunjirea să fie efectuată în următoarea secvență: teșire la marginile stratului de acoperire; întoarcerea stratului aplicat de la mijlocul stratului de acoperire până la capetele piesei până la eliminarea denivelărilor stratului aplicat sau prelucrarea finală a suprafeței restaurate cu precizia și rugozitatea necesare.

Prelucrarea suprafetelor pulverizate se realizeaza si prin slefuire pe masini corespunzatoare (slefuire cilindrica, slefuire interioara, slefuire suprafata). În acest caz, este obligatoriu să folosiți un lichid de răcire, de exemplu, o soluție de 2-3% de sodă. Măcinarea se efectuează imediat după acoperire sau după întoarcerea prealabilă. Slefuirea straturilor pulverizate cu duritate de până la 60HRC se realizează cu roți din carbură de siliciu sau electrocorindon alb și cu o duritate mai mare de 60HRC - cu roți diamantate.

Acoperire prin pulverizare prin metoda detonației

Procesul de metalizare în acest tip de depunere se realizează datorită energiei eliberate în timpul detonării - procesul de transformare chimică a unui exploziv, care are loc într-un strat foarte subțire și se propagă prin exploziv sub forma unui tip special de flacără la viteza supersonică (în amestecuri de gaze 1000-3500 m/s ).

În instalațiile de metalizare se folosește ca exploziv un amestec de oxigen și acetilenă, a cărui detonare este un tip de ardere a combustibilului gazos. Energia potențială a amestecului de gaze eliberat în acest caz creează o undă de șoc și menține o temperatură ridicată (peste 5000 °C) și presiune (câteva zeci de GPa) în acesta. Sursa detonației este de obicei efectul termic asupra amestecului de gaze (scânteie electrică).

Materialele pulbere care intră în zona de detonare sunt încălzite la temperaturi de peste 3500°C și se deplasează împreună cu produsele de detonare cu o viteză mare, care la ieșirea din butoi este de 800–900 m/s. Astfel, materialul de acoperire este ejectat de unda de explozie pe suprafața tratată la viteză supersonică.

În practică, învelișurile de detonare se formează datorită energiei exploziilor generate periodic ale unui amestec de oxigen și acetilenă. Instalaţia (pistolul) pentru pulverizare cu detonare (Fig. 4.57) conţine: o cameră de ardere realizată împreună cu un butoi răcit cu apă 5; dispozitiv de aprindere (lumanare electrica) 2 cu sursa de alimentare 3; dispozitiv de alimentare cu oxigen și acetilenă 1, dozator de pulbere 4.

Orez. 4,57. Schema instalatiei de pulverizare prin metoda detonatiei: 1 - dispozitiv pentru alimentarea unui amestec de gaze; 2 - lumanare electrica; 3 - alimentare; 4 - dozator de pulbere; 5 - portbagaj; 6 - substrat; 7 - detaliu; 8 - acoperire; 9 - pulbere

Articolul 6 pulverizat este instalat la o distanță de 70-150 mm de marginea cilindrului. În timpul procesului de acoperire, au loc secvenţial următoarele: alimentarea cu oxigen şi acetilenă în camera de ardere; alimentarea din dozator într-un flux de azot a unei anumite cantități de pulbere pulverizată; aprinderea printr-o scânteie electrică a unui amestec de oxigen și acetilenă; arderea amestecului de gaze, împușcare de pulbere din butoi în direcția suprafeței pulverizate. Pulberea și gazele sunt introduse automat în țeava pistolului. Protecția supapelor de gaz de acțiunea unei explozii și curățarea cilindrului de produsele de ardere este asigurată de alimentarea cu azot în acesta.

Ciclul descris se repetă de obicei la o frecvență de 3-4 Hz, care poate fi crescută la 15 Hz sau mai mult. La fiecare explozie, acoperirea este aplicată pe o zonă limitată a suprafeței, astfel încât se formează o acoperire continuă prin mutarea piesei în raport cu pistolul. Acoperirea este formată din particule de pulbere complet topite sau dintr-un amestec de particule topite sau netopite. Viteza mare în momentul impactului și temperatura ridicată din zona de interacțiune provoacă sudarea pulberii pe suprafața piesei. În ciuda temperaturii ridicate a produselor de detonare și a particulelor de pulbere, partea acoperită este încălzită la o temperatură de cel mult 200 °C.

Spre deosebire de metodele cu flacără și plasmă, acoperirile de detonare se formează la viteze mai mari ale particulelor și la prezența particulelor de pulbere netopite mai mari. Primul strat de acoperire nu are practic pori (porozitatea este mai mică de 0,5%), iar porii individuali formați în el scad în volum sau dispar în timpul formării straturilor ulterioare.

Acoperirile de detonare au, de asemenea, o rezistență mare de aderență (până la 20 GPa) cu metalul de bază. Acest lucru se datorează faptului că, în ciuda temperaturii generale scăzute a stratului de suprafață al piesei (200–250 °C), temperatura la punctele individuale de contact dintre metalele aplicate și de bază atinge temperatura de topire a oțelului. Prin urmare, fuziunea și amestecarea acestor metale are loc cu formarea unei conexiuni puternice.

Metode de detonare pulverizare pulberi de metale pure - N i , Al, Mo, oxizi, carburi, nitruri etc. Grosimea straturilor de detonare este de obicei de 40–220 µm. Straturile mai subțiri au o rezistență slabă la uzură. Acoperirea constă din trei zone: zona de tranziție de 5–30 µm grosime determină rezistența de aderență a stratului de acoperire la substrat; zona principală, a cărei grosime, în funcție de scopul acoperirii, este de 30–150 µm; o zonă de suprafață de 10–40 µm grosime, care este de obicei îndepărtată în timpul procesării.

Procesul tehnologic de acoperire prin detonare include pregătirea suprafeței pulverizate și a pulberii; aplicarea acoperirii și controlul calității; prelucrarea mecanică și controlul calității acoperirilor după prelucrarea mecanică.

Pentru a forma o legătură puternică între materialele piesei și stratul de acoperire, se recomandă aplicarea unui strat intermediar - un substrat. Este necesar în cazul unei aderențe slabe între acoperire și materialul piesei, când valorile coeficienților de dilatare termică a materialelor acoperirii și piesei diferă semnificativ și dacă piesa funcționează în condiții variabile. temperaturile. Grosimea stratului intermediar este de 0,05–0,15 mm. Pentru aplicarea acesteia se folosesc pulberi de nicrom, molibden, aliaje de nichel-aluminiu, oțel 12X18H9 etc.. Suprafețele pieselor care nu sunt acoperite sunt acoperite cu ecrane din foi subțiri de metal.

Distanța de pulverizare este setată în funcție de material, dimensiunile și formele piesei, materialul și grosimea de acoperire necesară în intervalul 50–200 mm. Grosimea de acoperire necesară este obținută prin repetarea mai multor cicluri de depunere. Deplasarea piesei între două cicluri nu trebuie să depășească 0,5 din diametrul găurii din butoi.

Proprietățile acoperirilor termice

Interacționând cu oxigenul atmosferic, particulele de metal sunt oxidate. Pelicula de oxid rezultată le separă și previne formarea de legături metalice puternice între particule și bază și între ele. Datorită cantității semnificative de oxizi și incluziuni de zgură, acoperirea are un aspect neomogen,structura poroasa. De obicei, densitatea este de 80-97%. Acoperiri de la A l 2 O 3 și Zr0 2 au o porozitate de 10-15%. Acoperirile din aliaj cu autofluxare pe bază de nichel pot avea o porozitate mai mică de 2%.

Învelișul metalic este suficient fragil cu rezistență scăzută la tracțiune și rezistență scăzută la oboseală a materialului pulverizat (rezistența la tracțiune pentru oțeluri este în medie de 10–12 MPa). Prin urmare, acoperirea nu crește rezistența piesei, darrezistența sa la obosealăchiar scade, ceea ce este asociat, în special, cu formarea unor concentratoare suplimentare de tensiuni pe suprafața piesei în timpul pregătirii acesteia pentru metalizare. În acest sens, metalizarea nu trebuie utilizată pentru a reface piesele cu o marjă scăzută de siguranță.

Acoperirea este caracterizată relativputere slabă de legăturăcu metalul de bază și particulele între ele, deoarece fără utilizarea unui efect suplimentar special, acesta este determinat de forțele moleculare ale interacțiunii zonelor în contact unele cu altele și de aderența pur mecanică a particulelor pulverizate la suprafață. nereguli ale piesei. Doar în anumite puncte locale pot fi sudate particule individuale pe metalul piesei. Prin urmare, de exemplu, rezistența de aderență a acoperirii (MPa) în timpul galvanizării este de 10–25, cu flacără de gaz - 12–28, cu plasmă până la 40. În acest sens, placarea nu este utilizată pentru a reface piesele care funcționează la forfecare mare. solicitări (dinți angrenaj, came etc.), supuse la solicitări de șoc, precum și suprafețe mici care percep sarcini semnificative (filet, caneluri etc.).

Metodele speciale pentru creșterea aderenței acoperirii la bază includ: preîncălzirea piesei la o temperatură de 200–300 °C, aplicarea unui strat intermediar (substrat) de materiale cu topire scăzută sau cu topire scăzută și topirea acoperirii.

Acoperiri prin pulverizarefunctioneaza bine pentru compresie. De exemplu, rezistența la compresiune a unui strat de oțel este de 800–1200 MPa, care este mai mare decât cea a fontei.

Duritate a stratului metalizat este de obicei mai mare decât duritatea metalului original datorită întăririi materialului depus în timpul procesului de metalizare, întăririi particulelor de metal transferate la impactul asupra suprafeței și prezenței peliculelor de oxid în stratul format.

Cu toate acestea, a lui rezistenta la uzuranu are legătură cu duritatea și la frecarea uscată poate fi de 2-3 ori mai mică decât cea a metalului piesei; prin urmare, acoperirile metalizate nu pot fi utilizate în împerecheri care funcționează fără lubrifiere sau cu lubrifiere furnizată periodic. Cu toate acestea, în prezența lubrifierii, acoperirile metalizate asigură un coeficient de frecare mai scăzut în împerechere și o rezistență mai mare la uzură a pieselor. Acest lucru se datorează faptului că, datorită porozității, stratul metalizat absoarbe uleiul până la 9% din volumul său. Astfel, se observă efectul de auto-ungere a acoperirii. Cu o lubrifiere insuficientă sau cu o oprire temporară a lubrifierii, griparea are loc mult mai târziu în comparație cu o suprafață nemetalizată. Acoperirile cu plasmă realizate din materiale refractare au o rezistență semnificativă la uzură, care se datorează proprietăților lor fizice și mecanice.

În condiții de uzură abrazivă, acoperiri din aliaje autoflulante pe bază de nichel și A l 2 O 3

În special, rezistența la uzură a acoperirilor din aliaje pe bază de nichel (SNHS) este de 3,5–4,6 ori mai mare decât rezistența la uzură a oțelului călit 45. Acoperirile din pseudoaliaje staniu-plumb-cupru au proprietăți antifricțiune bune. pentru rulmenți lipiți.

Pentru a crea acoperiri rezistente la coroziune, se folosesc de obicei aluminiu, zinc, cupru, crom-nichel și alte aliaje. Datorită porozității acoperirilor, grosimea acestora nu trebuie să fie mai mică de 0,2 mm pentru zinc; 0,23 mm - pentru aluminiu; 0,18 mm pentru cupru; 0,6-1,0 mm pentru oțel inoxidabil.

Acoperiri cu praf de copt

coacerea - acesta este procesul de obținere a unei acoperiri metalice pe suprafața unei piese, inclusiv aplicarea unui strat de pulbere pe aceasta și încălzirea acestora la o temperatură care să asigure sinterizarea materialului pulbere și formarea unei legături puternice de difuzie cu piesa. Această metodă se bazează pe metodele tehnologice ale metalurgiei pulberilor.

Pentru a obține un strat durabil pe suprafața piesei care are aderență sigură la bază, este necesar să activați suprafața piesei, pulberea sau ambele componente. Cele mai accesibile și eficiente sunt următoareletipuri de activare: chimică, termică (încălzire accelerată și introducerea de aditivi care reduc punctul de topire în punctele de contact dintre pulbere și piesă), putere (crearea unui contact sigur între pulbere și piesă).

La activare chimicăîn sarcină se introduc aditivi activi, de obicei sub formă de pulbere dispersată (bor, siliciu, fosfor, nichel etc.), distribuită uniform în pulberea aplicată. Ele reduc oxidarea metalelor și distrug peliculele de oxid.

Activare termicăconsta in incalzirea accelerata pentru a activa procesele de difuzie si a crea pentru scurt timp in zonele locale o temperatura care depaseste punctul de topire. În acest caz, pentru a reduce temperatura de apariție a fazei lichide, se folosesc aditivi (de regulă, împreună cu activarea chimică), care formează un eutectic cu punct de topire scăzut. Cea mai eficientă și avansată din punct de vedere tehnologic este încălzirea în inductor prin curenți de înaltă frecvență. Datorită duratei scurte de încălzire până la temperatura care asigură sinterizarea, oxidarea pulberii și a piesei este redusă, ceea ce elimină nevoia de mediu protector-reducător sau vid.

Activare forțatănecesar în cazurile în care fără aderența adecvată a particulelor de pulbere între ele și la suprafața piesei este imposibil să se creeze condițiile necesare pentru coacere. Activarea forței promovează o creștere a densității acoperirii și accelerează semnificativ procesele de difuzie între particulele de pulbere și piesă. În practică, pentru activarea forței se folosesc: aplicarea statică a unei sarcini cu încălzire simultană, sinterizarea cu aplicarea vibrațiilor, presiunea cu ajutorul forțelor centrifuge.

Aplicarea simultană a activării chimice, termice și de forță face posibilă obținerea de acoperiri de cea mai înaltă calitate.

Coacerea cu electrocontact. În practică, se utilizează de obicei metoda de sinterizare prin electrocontact cu activare a forței. Procesul de acoperire în acest caz se efectuează după cum urmează. O pulbere este alimentată pe suprafața piesei, care este presată împotriva acesteia de un electrod (de obicei unul cu role) al unei mașini de sudură prin contact. Sub acțiunea impulsurilor de curent electric, pulberea este încălzită la o temperatură de 0,9-0,95 din punctul său de topire. Încălzirea are loc datorită energiei eliberate în timpul trecerii curentului electric prin rezistența activă, care se formează prin contactele dintre particulele de pulbere, suprafața piesei și electrodul.

Sub acțiunea presiunii din partea laterală a electrodului, particulele de plastic ale pulberii sunt deformate, sinterizate între ele și suprafața piesei. Acoperirea se formează ca urmare a unui proces de nedifuziune de priză și procese de difuzie de sinterizare și sudare.

Procesul de sinterizare este prevăzut cu următorii parametri: puterea curentului de până la 30 kA, tensiune 1–6 V, durata impulsului de curent 0,01–0,1 s, presiune pe pulbere până la 100 MPa.

Metoda de sinterizare cu electrocontact, având productivitate ridicată și intensitate energetică scăzută, asigură rezistența de aderență a stratului de pulbere aplicat la partea de 150–200 MPa, creează o zonă mică afectată de căldură în piesă, nu necesită utilizarea unui dispozitiv de protecție. atmosferă, nu este însoțită de emisie de lumină și degajare de gaze. Pulberile aliate sunt folosite pentru a da acoperirii indicatorii necesari de porozitate, duritate și rezistență la uzură.

La dezavantaje Această metodă ar trebui atribuită instabilității proprietăților acoperirii de-a lungul lungimii piesei cu forma tradițională (cilindrica) a electrodului (rola), care se datorează încălzirii neuniforme a pulberii în lățimea sa. Dacă sub partea de mijloc a rolei, unde presiunea exercitată asupra pulberii este maximă, aceasta poate fi supraîncălzită pentru a se topi, atunci sub secțiunile extreme temperatura de încălzire poate fi insuficientă pentru coacere de înaltă calitate, ceea ce poate determina stratul aplicat să se topească. cip în timpul funcționării.

Încălzirea neuniformă a pulberii în acest caz se datorează fluidității sale, datorită căreia densitatea stratului de pulbere și, în consecință, rezistența sa electrică pe lățimea rolei sunt variabile. Pentru a stabiliza încălzirea pulberii de-a lungul lățimii rolei, suprafața sa exterioară de contact este concavă.

Metoda de sinterizare dezvoltată la INDMASH NASB este din ce în ce mai utilizată în industrie, în care activarea forței este efectuată prin forțe centrifuge, iar pulberea și piesa sunt încălzite prin metoda inductivă în timpul procesului de sinterizare.

Un avantaj semnificativ al acestei metode de sinterizare este că, datorită acțiunii forțelor centrifuge asupra fiecărei particule de pulbere, formarea de acoperire de înaltă calitate este asigurată simultan pe toată lungimea suprafeței piesei. În plus, datorită încălzirii și turnării simultane a acoperirii, acest proces de sinterizare se caracterizează printr-o productivitate ridicată cu oxidarea minimă a suprafeței piesei și a pulberii.

Prin sinterizare centrifugă prin inducție, straturile antifricțiune și rezistente la uzură sunt aplicate pe suprafețele interioare, exterioare și de capăt ale pieselor cilindrice într-o gamă largă de diametre. Pentru aceasta se folosesc instalații centrifuge speciale. Piesa este de obicei rotită în jurul unei axe orizontale cu un inductor extern, ceea ce face posibilă obținerea unei grosimi uniforme de acoperire pe toată lungimea piesei și aplicarea de acoperiri în găuri cu diametru mic.

Conform unui proces tehnologic tipic de sinterizare prin inducție centrifugă, o piesă de tip „manșon” este plasată într-o carcasă de protecție din oțel în gaură, un amestec de pulbere și flux este turnat în gaură, orificiul este închis de la ambele capete ale piesei. cu garnituri si capace antiaderente.

Dispozitivul asamblat astfel se fixează pe axul instalației centrifuge, având în prealabil asigurată poziționarea necesară față de inductor. Apoi axul este rotit și circuitul de alimentare al inductorului este pornit. Temperatura de încălzire a piesei este controlată de un sistem adecvat.

După sinterizarea materialului sub formă de pulbere și sinterizarea acoperirii, inductorul este oprit, menținând în același timp rotația axului. Rotația este oprită când piesa este răcită la 350-600 °C, după care dispozitivul este scos din instalație și răcit la temperatura naturală. Acoperirea rezultată este prelucrată la dimensiunea necesară.

Metalizator arc electric - un set de echipamente pentru metalizarea cu arc a suprafețelor pieselor și echipamentelor pentru a proteja împotriva coroziunii și a restabili uzura prin pulverizarea acoperirilor metalice. Pentru lucru se folosesc aluminiul, zincul, oțelul și aliajele acestora. Acoperirea rezultată are proprietăți sporite de rezistență la uzură, anticoroziune.

Oferim urmatoarele metalizatoare:

Set de echipamente pentru metalizarea arcului electric TSZP-LD/U2 300

Scopul setului de echipamente pentru metalizarea cu arc electric TSZP-LD/U2 300:

Scopul principal este aplicarea de acoperiri anticorozive pe suprafete mari: poduri, structuri metalice, aparate, rezervoare, puturi de evacuare GPA, cosuri. Cu acest kit, este posibil să se efectueze aluminarea și galvanizarea structurilor după instalare. Instalația se caracterizează prin performanță, fiabilitate ridicată, ușurință de configurare. Este utilizat pe scară largă în Rusia și în străinătate pentru a proteja structurile împotriva coroziunii în apă marină și dulce și în atmosferă. Designul de instalare include o unitate de alimentare, un bloc de la distanță de motoare cu un sistem de control și un arzător. Utilizarea este posibilă atât în ​​atelier, cât și în teren

Set complet de echipamente pentru metalizarea cu arc electric TSZP-LD/U2 300:

• Pistol manual LD/U2 cu sistem de duze deschise și închise
• Pulverizarea cu sârmă se realizează cu aer comprimat
• Ajustabil pentru diametrul 1,6, 2,0 și 2,5 mm
• Set furtun LD/U2 300 A, 3,5 m lungime, complet cu fitinguri
• Furtun de alimentare LD/U2, 8 m lungime, cu racord rapid pe o parte
• Trusă de scule pentru întreținerea unui set de echipamente
• Documentatie in limba rusa
• Alimentator de sârmă

Specificații:

Scopul setului de echipamente:

Scopul principal este depunerea automată a acoperirilor metalice de protecție pe suprafețe deosebit de complexe ale pieselor și echipamentelor. Dispune de un set mare de setări, ușurință de utilizare și ușurință de a învăța să lucrezi. În plus, poate fi folosit ca parte a complexelor automate.

Grupul de companii TSZP furnizează instalații și complexe, echipându-le cu roboți industriali Kuka și ABB, manipulatoare, rotatoare, camere izolate fonic, sisteme de evacuare și ventilație pe flux și filtre de aer. În plus, asigurăm întreținerea, furnizarea de piese de schimb și punerea în funcțiune a sistemelor de acoperire. Ne puteți contacta oricând pentru asistență calificată.

Set complet de echipamente pentru metalizarea cu arc electric TSZP SPARK 400:

Specificații:

Procesul de metalizare cu arc electric este cunoscut de mult timp, iar din anii 50 ai secolului trecut a fost utilizat pe scară largă pentru protecția anticorozivă a structurilor metalice. În placarea cu arc electric, se folosește un arc electric indirect, care arde între două fire purtătoare de curent. Picături topite de metal electrod sunt pulverizate în direcția piesei de prelucrat printr-un curent de aer comprimat sau gaz de protecție. Pe măsură ce sârma se topește, acesta este introdus în zona de ardere a arcului electric cu două perechi de role de alimentare. Diagrama procesului este prezentată în orez. 3.5.

Topirea electrozilor are loc în principal datorită energiei eliberate de arc în zona punctelor apropiate de electrod. Temperatura medie în masă a metalului lichid pulverizat de jetul de gaz este în intervalul de la punctul de topire până la punctul de fierbere. O astfel de încălzire semnificativă a materialului de umplutură duce la pierderi semnificative de elemente de aliere din cauza deșeurilor. Un proces de pulverizare stabilă corespunde modurilor de ardere a arcului fără scurtcircuite, care este asigurată de prezența unui echilibru dinamic între viteza medie de topire și viteza de alimentare a electrodului.

Orez. 3.5
1 - electrozi de sârmă; 2 - role de alimentare; 3 - izolatoare; 4 - tub suflante; 5 - detaliu

În acest mod, la capătul electrozilor, metalul topit este mai întâi acumulat, apoi este pulverizat cu un curent de gaz. Odată cu ejectarea periodică a porțiunilor de metal din spațiul interelectrod în timpul metalizării, există, de asemenea, un jet continuu de scurgere de metal supraîncălzit de pe suprafața electrozilor. Dimensiunile particulelor pulverizate în timpul metalizării arcului electric sunt de aproximativ 100 μm, ceea ce corespunde unei mase de particule de 1,4 x 10-9 kg. Dimensiunea maximă a particulelor, cu rare excepții, nu depășește 200 de microni. Metalul care a părăsit electrozii continuă să fie zdrobit sub influența forțelor gazodinamice ale jetului de aer. Mai mult, această dispersie depinde în mare măsură atât de presiunea gazului de transport, cât și de proprietățile metalului topit, inclusiv de supraîncălzirea acestuia.

Placarea cu arc electric se realizează la o presiune a aerului comprimat sau a gazului de protecție de 0,5-0,6 MPa. Puterea curentului în timpul metalizării arcului electric variază în:

• de la 35 la 100 A pentru metale cu punct de topire scăzut (aluminiu și zinc);
• de la 70 la 200 A pentru oteluri si aliaje pe baza de fier si cupru.

Tensiunea variază de la 20 la 35 V. Productivitatea la pulverizarea zincului este de până la 32 kg/h, aluminiu - până la 9 kg/h.

Viteza de mișcare a particulelor de metal în fluxul de gaz variază de la 120 la 300 m/s. Aceasta determină durata scurtă a transferului lor pe suprafața piesei (timpul de zbor este de miimi de secundă) și o energie cinetică semnificativă, care în momentul impactului cu suprafața piesei se transformă în căldură și provoacă încălzire suplimentară a piesei. zona de contact. Impactul în momentul contactului cu suprafața piesei determină compactarea stratului metalizat și reduce porozitatea acestuia la 10-20%.

Metalizarea cu arc poate produce straturi într-o gamă largă de grosimi de la 10 µm la 1,5 mm pentru metale refractare și 3,0 mm pentru metale fuzibile. Productivitatea metalizării arcului electric este de 3-20 kg/h.

Stratul metalizat poate fi aplicat pe suprafețele exterioare și interioare ale structurilor la un unghi de pulverizare a metalului topit față de suprafața piesei de la 45° la 90°. Pentru a obține o acoperire de înaltă calitate, jetul de metal pulverizat este îndreptat perpendicular pe piesa de prelucrat și distanța de la duza de metalizare până la produs (piesa) nu este mai mare de 150-200 mm. În tabel. 3.4 prezintă date privind efectul distanței de pulverizare asupra caracteristicilor stratului metalizat.

Tabelul 3.4. Proprietăți fizico-mecanice ale acoperirii la diferite distanțe de metalizare.

Pentru a crește eficiența acoperirii cu arc electric, acesta este intensificat prin suflarea cu un flux de gaz, aplicarea de câmpuri electromagnetice acestuia sau utilizarea descărcărilor cu o densitate de curent foarte mare pe electrozi. O densitate mare de curent se obține prin reducerea secțiunii transversale a electrozilor sau prin utilizarea descărcărilor de curent ridicat. Compactarea straturilor metalizate este asigurată prin combinarea procesului de pulverizare și sablare. Lovitura este ghidată în așa fel încât impacturile sale să producă deformarea plastică a stratului proaspăt depus.

Suprafata destinata placarii trebuie sa fie fara murdarie, uleiuri, rugina. Pregătirea suprafeței se face cel mai adesea prin sablare (sablare). Degresați înainte de tratarea suprafeței. Pentru a asigura o aderență satisfăcătoare, timpul dintre operațiunile de pregătire și metalizare nu trebuie să depășească 2 ore Pentru reducerea tensiunilor interne termice, procesul de metalizare trebuie efectuat cu întreruperi între treceri individuale, evitând supraîncălzirea suprafeței metalizate.

Mai întâi, metalul este aplicat pe părți ale piesei cu tranziții ascuțite, colțuri, fileuri, margini, iar apoi întreaga suprafață este metalizată, mărind metalul în mod uniform. Dimensiunile cerute, calitatea finisajului si forma geometrica corecta a suprafetelor acoperite cu metal pulverizat se obtin in timpul prelucrarii finale.

Metalizarea urmată de vopsire este utilizată pentru a proteja structurile din oțel, denumite acoperiri combinate. Durata de viață a acoperirilor combinate datorită sinergiei este semnificativ mai mare decât suma duratelor de viață a fiecărui strat separat, prin urmare acestea ar trebui utilizate pentru protecția anticorozivă pe termen lung a structurilor din oțel care vor fi utilizate în medii medii și foarte agresive din interiorul clădirilor. , în aer liber și sub magazii, precum și în medii organice și anorganice lichide. Acoperirile obținute prin metode de metalizare cu arc electric sunt utilizate pentru protejarea structurilor din oțel și a suporturilor din beton armat ale podurilor, rezervoarelor de combustibil, conductelor, echipamentelor utilizate în rețelele de încălzire, industria petrolieră și chimică.

Materiale de umplutură

Alegerea materialului pentru acoperire depinde de condițiile de funcționare și de principalele procese de uzură care au loc pe suprafețe. Principalul tip de material de umplutură este un electrod de sârmă continuu. Sunt utilizate atât fire solide, cât și fire pulbere cu un diametru de 1,0 până la 2,5 mm. Viteza de avans a firului variază de la 220 la 850 m/h.

Firele solide sunt utilizate în principal pentru a crea acoperiri pe suprafețe pentru potriviri fixe (din oțeluri cu conținut scăzut de carbon Sv-08, Sv-10GA) și îmbinări mobile (din oțeluri cu conținut ridicat de carbon Np-50, Np-85 și oțeluri aliate Np-30Kh13, Np-40Kh13, Np-60X3V10F). Pentru a obține acoperiri cu duritate mare, se folosesc fire cu miez de flux.

Pentru a crea acoperiri anticorozive, fire pe bază de fier înalt aliat (Sv-08Kh18N8G2B, Sv-07Kh18N9TYu, Sv-06Kh19N9T, Sv-07Kh19N10B, Sv-08Kh19N10G2G2B, Sv-07Kh18N9TYu, Sv-06Kh19N9T, Sv-07Kh19N10B, Sv-08Kh19N10G2B, Sv-08Kh19N10G2B, Sv-08Kh19N10G2B, Sv-08Kh19N10G2B, Sv-08N10G2B) nichel, zinc, cupru etc.).

Principalele materiale anticorozive neferoase aplicate prin metoda metalizării cu arc electric pe structuri și produse din oțel sunt zincul, aluminiul și aliajele acestora. Acoperirile de zinc sunt rezistente la coroziune în apa de mare și atmosfera marina. Cea mai mare influență asupra vitezei de coroziune a zincului în atmosfera industrială a orașelor industriale este conținutul de oxizi de sulf din acesta, precum și alte substanțe (de exemplu, clor și vapori de acid clorhidric) care formează compuși higroscopici cu zinc.

Placare cu arc Un proces de acoperire care folosește electricitate pentru a încălzi/topi materialul de sârmă. Un curent continuu de polaritate diferită este furnizat la două fire consumabile, datorită cărora arcul este aprins, firele sunt topite, iar particulele separate de materiale sunt transferate printr-un curent de aer comprimat pe suprafața de pulverizare.
Utilizarea curentului continuu face posibilă stabilizarea descărcării arcului și controlul cu atenție a parametrilor de depunere.

Orez. unu. Placare cu arc

Particularități
Metalizarea arcului electric se caracterizează prin performanță excelentă, în comparație cu alte tehnologii, eficiență ridicată. În plus, echipamentele pentru metalizarea arcului electric se caracterizează prin ușurință în utilizare, nepretențiozitate în utilizare, cerințe reduse pentru infrastructura de conectare, ceea ce îi permite să fie utilizat atât într-un atelier cu linii staționare de electricitate și aer comprimat, cât și în condiții în afara atelier, unde este suficientă utilizarea suplimentară a compresoarelor și generatoarelor industriale utilizate pe scară largă.
Materialele pentru metalizarea arcului electric sunt produse sub formă de fire, inclusiv pulbere.
Placarea cu arc electric implică utilizarea energiei electrice pentru a topi materialul. Absența unei flăcări deschise și a arderii, ca atare, permite utilizarea arcului electric în spații închise. Pe larg cunoscută este utilizarea de placare cu arc electric pentru pulverizarea suprafețelor interioare ale rezervoarelor pentru depozitarea și transportul produselor alimentare și petroliere, rezervoarelor de balast; este permisă folosirea metalizării în interiorul minelor ventilate etc.
Gama de materiale utilizate este limitată de prezența obligatorie a elementelor conductoare în materialul furnizat. Placarea cu arc electric nu este aplicabilă pentru depunerea polimerilor, ceramicii și a altor materiale neconductoare.

Aplicație
Cea mai comună utilizare a metalizării cu arc este depunerea materialelor cu punct de topire scăzut (Zn, Al, aliajele acestora). Sistemele de acoperire pe bază de zinc, aluminiu, aliaje pe bază de acestea, precum și adaosul de magneziu, titan și alte elemente, se caracterizează printr-un potențial electrochimic scăzut, ceea ce le permite să fie utilizate pentru a proteja oțelurile structurale împotriva coroziunii.
Astfel de acoperiri previn coroziunea nu numai prin izolarea suprafețelor din oțel de efectele corozive ale mediului, cum ar fi vopselele și lacurile. Potențialul electrodului, care este negativ în raport cu oțelul, protejează galvanic suprafața de coroziune chiar și în cazul deteriorării locale a stratului de acoperire. În plus, atunci când se utilizează astfel de acoperiri, în principiu, dezvoltarea coroziunii sub peliculă este imposibilă, ceea ce apare foarte des atunci când se utilizează vopsele și lacuri.
Un alt avantaj semnificativ al acoperirilor de metalizare este aderența ridicată a acoperirilor metalice. Mai mult, în timp, aderența crește doar datorită difuzării reciproce a metalelor, în timp ce orice vopsea își pierde mai devreme sau mai târziu aderența și se dezlipește din cauza eterogenității fundamentale a materialelor.

Fig.2. Aplicarea unui strat anticoroziv pe zona de umectare variabilă a unei platforme offshore.

În plus față de acoperirile anticorozive, placarea cu arc electric poate fi utilizată pentru a aplica acoperiri rezistente la uzură.
Utilizarea firelor cu miez de flux special concepute implică un proces în trei etape de formare a acoperirii: în primul rând, mantaua firului cu miez de flux este topită din energia metalizatorului, topirea este o reacție endotermă; Căldura eliberată în timpul topirii învelișului topește amestecul de sarcină care umple materialul cordonului.
Placarea cu arc electric, spre deosebire de pulverizarea de mare viteză utilizată pe scară largă pentru acoperiri rezistente la uzură, are o productivitate și o mobilitate mai mare, ceea ce o face o alternativă excelentă pentru crearea de acoperiri rezistente la uzură, în timp ce acoperirile EDM sunt mult mai ieftine, dar o caracteristică distinctivă. de la acoperirile HVOF are porozitate ridicată, ceea ce poate duce în unele cazuri la coroziune, precum și la un nivel mai scăzut de aderență.

Metalizarea cu arc electric este o procedură de depunere strat cu strat a metalului de grosime mică pe produse încălzite. În acest caz, înălțimea arcului electric este minimă, iar firul topit este disipat de fluxul de gaz direcționat de-a lungul axei materialului de umplutură. Tehnologia a fost dezvoltată încă din anii 1950 și este utilizată pe scară largă pentru a proteja structurile în diverse scopuri împotriva coroziunii.

Pentru a efectua metalizarea, se folosește un arc electric indirect, care arde între elementele de sârmă conductoare. Metalul electrodului, încălzit până la o stare de picătură, este pulverizat pe piesa de prelucrat cu un curent de gaz protector sau aer comprimat. Pe măsură ce aditivii se topesc, aceștia intră simultan în regiunea arcului cu două perechi de role.

Protecția anticoroziune prin metoda de metalizare se caracterizează prin:

• consum redus de energie;
• productivitate ridicată și eficiență de consum a aditivului pulverizat;
• posibilitatea de a crea o acoperire cu o grosime de până la 15 mm fără a limita dimensiunea pieselor;
• efect mic de temperatură asupra materialului de bază al produselor prelucrate;
• fiabilitatea, ușurința întreținerii echipamentelor;
• posibilitatea automatizării totale sau parțiale a procesului, crearea de linii de producție.

Metalizarea folosind un arc electric are, de asemenea, dezavantaje:

• gamă limitată de material de umplutură;
• conținutul în acoperire a unui număr mare de oxizi care reduc rezistența la impact;
• putere de aderență insuficientă cu materialul de bază;
• porozitate ridicată a straturilor, care împiedică funcționarea continuă a produselor în medii corozive fără protecție suplimentară.

Tehnologia de prelucrare a metalelor

Curgerea firelor de umplutură topite cu o secțiune transversală de 1,5–2 mm se realizează prin orificiile din arzător. Un arc electric este excitat între tijele de umplere, ceea ce le face să se topească.

Aerul comprimat iese dintr-o duză situată în mijlocul dispozitivului de metalizare, captând mici picături de metal topit și transferându-le pe suprafața de tratat.

Aerul comprimat este de obicei folosit pentru a atomiza și a transfera topitura. Dacă se utilizează oțel inoxidabil sau aliaje de aluminiu ca material de umplutură pentru acoperirea cu arc, atunci se utilizează azot.

Debitul aditivului diluat în timpul placării cu arc electric este selectat în conformitate cu modul de arc necesar, care afectează distanța dintre elementele de sârmă.

Metalizatoarele cu arc electric au următoarele moduri standard de funcționare:

• tensiune - 24-35 V;
• puterea curentului - 75–200 A;
• presiunea aerului de alimentare - 0,5 MPa;
• producția de dispozitive - 30–300 g / min.

Procesul de metalizare a arcului electric este stabil la curent continuu, vă permite să creați depunere cu o structură cu granulație fină.

Figura prezintă principalele elemente ale metalizatorului:

• 1 - duze;
• 2 – punctul de injectare a materialului de umplutură;
• 3 – punct de evacuare a aerului comprimat.

Suprafața de metalizat este curățată în prealabil de uleiuri, murdărie și centre de coroziune. Pregătirea produselor mari se efectuează cu nisip sau sablare după degresare preliminară.

Pentru a crește aderența, perioada de timp dintre sfârșitul lucrărilor pregătitoare și punerea în aplicare a acoperirii cu arc electric nu trebuie să fie mai mare de 120 de minute.

Pentru a minimiza tensiunile termice și pentru a preveni supraîncălzirea produselor, metalizarea strat cu strat se realizează cu întreruperi pentru răcire și formarea acoperirii.

Metalul este aplicat mai întâi pe părți ale produsului în locuri de tranziții ascuțite, fileuri, colțuri, margini sau margini. Apoi, zonele principale sunt metalizate, cu condiția ca aditivul să fie aplicat uniform în una sau mai multe treceri.

Forma necesară, dimensiunile și formele produsului sunt obținute după pulverizarea cu arc electric în timpul procesării finale.

Materiale de umplutură

O tijă de sârmă de lungime continuă este utilizată de preferință ca material de umplutură. Aditivii sunt furnizați în două tipuri:

• secțiune solidă;
• pudra.

Debitul este atribuit 220–850 m/h.

Pentru a crea un strat protector de elemente metalice cu aterizarea lor ulterioară sau cu o conexiune fixă, se folosește un fir de sârmă solid. Pentru a crea suprafețe cu duritate crescută în timpul metalizării arcului electric, ar trebui să fie utilizate tije de pulbere.

Materialele de umplutură pe bază de fier puternic aliate și firele metalice neferoase sunt folosite pentru a forma straturi anticorozive.

Aluminiul, zincul și compușii pe bază de acestea sunt cel mai adesea utilizate pentru aplicarea prin metalizare cu arc electric.

Aditivul din bobine vine prin două furtunuri flexibile către metalizator. Casetele și telecomanda sunt situate pe piedestalul 3 și pot fi rotite de-a lungul axei verticale.

Aparatul cu arc electric pentru metalizare EDM-3 are o greutate redusă (1,8 kg), iar posibilitatea de rotire orizontală a casetei și a unității de control îl face convenabil pentru utilizare.

Un aparat cu arc electric cu un design diferit, EM-6, urmează să fie instalat pe un suport al unui strung, pe arborele căruia este montată piesa pulverizată. Între metalizator și produs este atașată o pâlnie de oțel. Pe suprafața sa se aplică pulbere de grafit, potasiu lichid sau sticlă de sodiu. Datorită acestei soluții, eficiența utilizării materialului de umplutură crește cu 10–15%.

Sistemul de pulverizare al aparatului cu arc electric a fost modernizat prin instalarea unei duze de aer în formă de con. Acest lucru face posibilă reducerea unghiului de deschidere al conului, creșterea energiei debitului de pulverizare și aplicarea straturilor sub o presiune de 0,45–0,5 MPa.

Elemente structurale ale dispozitivului cu arc electric pentru metalizare EM-6:

1. Metalizator.
2. Duza conica.
3. Elementul de prelucrat.
4. Cartuş.
5. Un dispozitiv folosit pentru deplasarea suportului mașinii împreună cu metalizatorul de arc în direcția longitudinală.