Галваничен метод

Галваничният метод се използва за нанасяне на покрития от комплексни сулфитни разтвори на тривалентен хром. Добавките на някои елементи, по-специално манган (според K.N. Pimenova), позволяват да се повиши твърдостта и устойчивостта на корозия на желязо-хромните отлагания. От гледна точка на технологичността, галваничното отлагане в масовото производство е тромаво, многооперативно и изисква внимателно спазване на условията за защита на труда и безопасност. Покритията имат недостатъчна адхезия към основата, напукват се при деформиране. За дебели покрития върху конструкционни стомани, процесът е много по-сложен и изисква използването на специални електролити, соли, суспензии, последвани от отгряване, пресоване и покриване с други метали.

Фигура 1.1 показва диаграма на метода на галванично покритие.

Фиг.1.1

Метод на облицовка

Методът на облицовка се използва главно за получаване на защитни покрития върху валцувани продукти. Има няколко разновидности на този метод за получаване на покрития: изливане, пластична деформация на фугата, наваряване или електрическо заваряване. През 60-те години е разработен метод за заваряване с експлозия, чиято същност е следната. Плочата от облицовъчния материал се поставя под определен ъгъл спрямо повърхността, която ще бъде покрита, върху плочата се поставя спомагателна плоча с експлозивен. След експлозията се образува силна връзка под действието на значително налягане, тангенциално движение и поради почистването на повърхностите, които трябва да се съединят от оксидни филми.

Методи за метализация

Методите на метализация са често срещани при получаване на покрития от Fe-Cr сплави. В зависимост от метода на топене на материала се разграничават електродъгово, пламъчно и плазмено пръскане.

Дъгово покритие

Същността на метода на електродъгова метализация е нагряване (преди топене) с електрическа дъга в пръскачка от сближаващи се проводници. След това капки разтопен метал се издухват от газовия поток към субстрата. Металното покритие на повърхността, като правило, се извършва в няколко прохода. Най-често използваното покритие е алуминий, цинк.

Фигура 1.2 показва схема на работа на метализатора.

Фиг.1.2

В електрическия метализатор са монтирани водачи, през които непрекъснато се подават два пръскани проводника. Между краищата на тези жици се възбужда електрическа дъга. В централната част на електрометализатора има дюза, през която се подава сгъстен въздух.

Струя сгъстен въздух отделя частици разтопен метал от електродните жици и ги пренася към повърхността, която ще бъде напръскана. Електрометализаторът може да работи както на постоянен, така и на променлив ток. При използване на променлив ток дъгата гори нестабилно и е придружена от много шум. При постоянен ток естеството на работата е стабилно, пръсканият материал има финозърнеста структура и производителността на пръскане е висока. Ето защо понастоящем се използват източници на постоянен електрически ток за отлагане на дъга.

За пръскане обикновено се използва тел с диаметър 0,8; 1.0; 1,6 и 2,0 мм. Слоят за метализация се нанася върху отворените повърхности на конструкциите, ако е възможно, посоката на струята разтопен метал под ъгъл от 45 до 90 °. Повърхността, предназначена за метализация, трябва да бъде подготвена, почистена от мръсотия, масла, ръжда. Подготовката на повърхността за метализиране се извършва чрез пескоструене (пясъкоструене). Повърхностите, които ще се третират, не трябва да съдържат неравности, остри ръбове, пръски от заваряване и остатъци от флюс. Обезмаслете преди повърхностна обработка. За да се осигури адхезия (и съответно Високо качествометализиращо покритие) времето между подготовката и пръскането не трябва да надвишава 2 часа. За да се намалят термичните вътрешни напрежения, процесът на метализация трябва да се извършва с прекъсвания между отделните проходи, като се избягва прегряване на метализираната повърхност.

Развитието на съвременното инженерство и технологии дава възможност да се защитят метални конструкции, конструкции, продукти и различни части от въздействието на валежите, агресивните среди и да се увеличи техният експлоатационен живот няколко пъти. Един от ефективни начинизащитата на металите от корозия е метализация със спрей (пламък, електрическа дъга). Процесът на метализация е известен отдавна, а от 50-те години на миналия век се използва широко за антикорозионна защита на метални конструкции. Това е доказана и утвърдена технология за защита от корозия, възстановяване на износени и повредени повърхности на стоманени конструкции и изделия. Процесът на метализиране чрез спрей се състои в непрекъснато топене на метал, разпръскването му на малки частици и нанасянето му върху специално подготвена повърхност.

Попадайки върху метализираната повърхност, частиците се деформират, натрупват се една върху друга и образуват метализиращо покритие със слоеста структура.

Фиг.1.3

Метализирането с последващо боядисване, използвано за защита на стоманени конструкции, се нарича комбинирани покрития, които са двуслойни системи, чийто долен слой се получава чрез метализация, а горният - чрез нанасяне на боя. Срокът на експлоатация на комбинираните покрития поради синергията е значително по-голям от сбора на експлоатационния живот на всеки слой поотделно, поради което те трябва да се използват за дългосрочна защита от корозия на стоманени конструкции, които ще се използват в средно и силно агресивни среди вътре в сградите , на открито и под навеси, както и в течни органични и неорганични среди.

По време на метализацията адхезията на частиците към основата се получава поради грапавост на повърхността и под действието на молекулярни сили и има предимно механичен характер. В някои случаи метализацията е единственият и незаменим начин за защита на конструкциите от корозия и разрушаване. Метализиращите покрития могат да се нанасят както в завода, така и на мястото на сглобяване.

Основните антикорозионни материали, прилагани чрез метализация към стоманени конструкции и продукти, са цинк, алуминий и техните сплави. Цинковите покрития са устойчиви на корозия в морска вода и морска атмосфера. Най-голямо влияние върху скоростта на корозия на цинка в индустриалната атмосфера на индустриалните градове има съдържанието на серни оксиди в него, както и други вещества (например пари на хлор и солна киселина), които образуват хигроскопични съединения с цинка.

Алуминият по свой начин химични свойстватой е много активен, но в присъствието на окислители се покрива със защитен филм, който рязко намалява неговата химическа активност. Корозионната устойчивост на алуминия зависи от условията, при които възниква корозията. В силно замърсена атмосфера алуминият корозира многократно по-бързо, отколкото в чист въздух. Алуминият е устойчив на гореща и мека вода.

Цинкът и алуминиевите сплави (Zn/Al 15, Zn/Al 5) създават покрития, устойчиви на всякаква атмосфера, което се обяснява с бързото запълване на порите с цинкови корозионни продукти. Контактът на алуминий с цинк е безопасен, тъй като електродният потенциал на цинка е по-отрицателен от алуминия, следователно цинкът, разтваряйки се, електрохимично защитава алуминия.

Алуминиевите покрития също се използват широко за защита на желязо и стомана срещу газова корозия. Цинкът и алуминият образуват плътен слой от корозионни продукти, много по-голям по обем от метала, от който са образувани. Цинковото покритие, което е било във вода дълго време, е покрито с плътен слой карбонатен оксид или цинков хидроксид, порите са запушени с продукти на корозия. Такова покритие значително увеличава устойчивостта на корозия с течение на времето.

Фиг.1.4

Полагат се предимно антикорозионни покрития метализацияустройства от тип тел (инсталации за нанасяне на прахообразни материали се използват по-рядко).

Принципът на действие на устройствата за метализация с тел се основава на факта, че металът под формата на тел непрекъснато се подава в устройството, където се разтопява от газов пламък или електрическа дъга и след това се напръсква със сгъстен въздух в най-малките частици, които се нанасят върху повърхността.

Основните причини за използването на метализиращи покрития са:

1. висока антикорозионна устойчивост на метализиращите покрития;

2. липса на деформация на продуктите;

3. мобилност на метализиращите инсталации и възможност за нанасяне на защитни покрития на място;

4. висока адхезивна якост на метализиращите покрития (в сравнение с боядисаните покрития);

5. високи пластични характеристики на метализационните покрития;

6. висока производителност на процеса и възможност за значителни

7. намаляване на времето за пръскане. Например при ток 750 А

възможно е напръскване на стоманено покритие с производителност 36 kg/h, което е няколко пъти по-високо от производителността на пламъчно пръскане.

В сравнение с пламъчното пръскане, метализирането прави възможно получаването на по-трайни покрития, които са по-добре свързани с основата. При използване на проводници от два различни метала като електроди е възможно да се получи покритие от тяхната сплав. Експлоатационните разходи на електрическия метализатор са доста малки. При пръскане на покритие чрез пръскане на два електрода от различни материали е желателно да се използват такива електрометализатори, които биха позволили отделно регулиране на скоростта на подаване на всеки електрод. Основните недостатъци на метализацията са:

1. висока порьозност (до 20%);

2. значителна загуба на метал при пръскане. За увеличаване на плътността и намаляване на пропускливостта на покритията се използват различни импрегнации, които са устойчиви на агресивни среди, както и оцветяване;

3. прегряване и окисление на пръскания материал при ниски скорости на подаване на пръсканата тел;

4. голямо количество топлина, отделена по време на изгарянето на дъгата, води до значително изгаряне на легиращите елементи, включени в

5. напръскана сплав (например съдържанието на въглерод в покриващия материал е намалено с 40-60%, а силиций и манган с 10-15%). Това трябва да се има предвид и за разпръскване трябва да се използва тел, съдържаща повишено количество легиращи елементи.

Метализацията е процес на нанасяне на покрития с дебелина десети от милиметъра чрез електрическа дъга или високочестотно нагряване на метала.

За разлика от метода плазмено пръсканепри метода на електродъгова метализация (EDM) колоната на дъгата се довежда до минимален размер, а металът на телта, разтопен от дъгата, се разпръсква от газов поток, насочен по протежение на телта.

Техника на изпълнение.

През два канала в горелките непрекъснато се подават две телчета (диаметър 1,5-3,2 mm), между краищата на които се възбужда дъга и телта се стопява. Разтопеният метал се поема от струя сгъстен въздух, изтичаща от централната дюза на електрическия метализатор, и във фино разтопена форма се пренася върху повърхността на основния материал. Пръскането и транспортирането на разтопения метал обикновено се извършват със сгъстен въздух, а при пръскане с устойчива на корозия стомана и алуминиеви сплавиизползвайте азот.

Скоростта на подаване се задава в зависимост от режима на горене на дъгата, за да се поддържа определена междина между електродите за стабилно изгаряне на дъгата.

Типични стойности на параметрите на работа на EDM: напрежение 24...35 V, ток

75.. .200 A, производителност 30.300 g/min, налягане на сгъстен въздух 5 atm.

При електродъгово пръскане при постоянен ток процесът протича стабилно, осигурявайки покривен слой с фина зърнеста структура при висока производителност на процеса (Фигура 1.8).

За осъществяване на процеса на нанасяне на защитни покрития чрез електродъгова метализация са разработени и се произвеждат редица съоръжения и устройства. Така например NPO Remdetal разработи универсален електродъгов метализатор EDM-3 (фиг. 1.2.), Който може да се използва както в ръчна, така и в машинна версия. Състои се от самия метализатор 5, контролен панел 1 и телени касети 2. Въртящият момент от регулируемото електрическо задвижване в контролния панел се предава с помощта на гъвкав задвижващ вал 6 (с дължина 2 m) и ролковия механизъм на метализатора.

Телът от намотките се изтегля през два гъвкави маркуча 4 към метализатора. Контролният панел и телените касети са монтирани на стойка 3 и могат да се въртят около ос.

Малкото тегло на метализатора (1,8 кг), гъвкавата връзка с контролния панел, както и възможността за обръщане на касетата и контролния панел в хоризонтална равнина създават условия за удобното му използване.

Друг дизайн на електродъговия метализатор ЕМ-6 за нанасяне на покрития предвижда монтирането му върху шублер струг. Между метализатора и пръскащия вал е монтирана фуния от листова стомана (фиг. 1.3.), чиято вътрешна повърхност е покрита със защитен слой от прахообразна графитна паста и течно натриево или калиево стъкло. Устройството позволи да се повиши ефективността на използване на пръскания метал с 10...15%.

В системата за пръскане на метализатора е използвана конусна дюза за пръскане на въздух, която позволява да се намали ъгълът на отваряне на конуса за пръскане, да се увеличи енергията на струята и да се пръска при налягане на въздуха 0,45-0,50 MPa.

Предимства.

Предимствата на този метод са висока производителност, достигаща 50 kg/h. Този метод осигурява и максимални стойности на енергийна ефективност. пръскане и пръскане. Благодарение на големите стойности на енталпията на напръсканите частици, могат да се получат висококачествени покрития с достатъчна адхезия и кохезия и ниска порьозност, по-трайни покрития в сравнение с пламъчното пръскане.

недостатъци.

Недостатъците включват опасността от прегряване и окисляване на разпръсквания материал при ниски скорости на подаване на разтопената тел. Поради това често отлаганият метал е наситен с кислород и азот и също така съдържа значителна сумаоксиди.

Например, при пръскане на въглеродна стомана (0,14% въглерод), покритието съдържа 10,5% оксиди и 1,5% нитриди.

В допълнение, голямото количество топлина води до значително изгаряне на легиращите елементи, включени в напръсканата сплав, т.е. наблюдава се промяна в химичния състав на покритието.

Използването само на тел за отлагане ограничава възможностите на метода. В допълнение, хигиенните характеристики на въздуха в работната зона по време на дъгова метализация с флюсова тел се определят от химичен съставтвърд компонент на аерозола (TSCA) и ефективността на общата вентилация. Замърсяването на въздуха с метален прах TSCA е сравнително високо, което определя необходимостта от оборудване на оборудването с почистваща система.

През последните години необходимостта от електродъгова метализация се увеличи. Дъгово покритие(EDM) има широки възможности в сравнение с всички известни методи за нанасяне на метални покрития. С EDM можете възстановяване на детайлимашини от широка гама в различни индустрии и селско стопанство, за осигуряване на дълготрайни алуминиеви и цинкови дифузионни агрегати на захарни фабрики, тръби, резервоари и други метални конструкции, за получаване на покрития от псевдо-сплави, например от алуминий и стомана, мед и стомана, бронз и стомана, както и декоративни покрития с цветни метали (мед, бронз, месинг, алуминий).

Схематична диаграма на дъгова метализация е показана на фиг. През два канала в горелката непрекъснато се подават две телчета, между краищата на които се възбужда дъга и телта се стопява. Разтопеният метал се поема от струя сгъстен въздух, изтичаща от централната дюза електрометализатор, и във фино пулверизирана форма се пренася върху повърхността на основния материал. Пръскането и транспортирането на разтопения метал обикновено се извършва със сгъстен въздух, въпреки че азотът се използва за пръскане на неръждаема стомана 308 и алуминиеви сплави. При дъгово пръсканепри постоянен ток процесът протича стабилно, осигурявайки покривен слой с финозърнеста структура при висока производителност на процеса. Ето защо понастоящем за дъгово пръскане се използват източници на постоянен ток със стабилизатор на напрежение или източници с леко нарастваща характеристика.

Дъгово покритиеима следните предимства. Използването на мощни инсталации за електрометализиране (електродъгов метализатор) може значително да увеличи производителността на процеса и да намали разходите за време. Например, при ток от 750 A, можете да пръскате стоманено покритиес капацитет 36 kg / h и ток 500 A - цинково покритиес капацитет от 1,2 kg / min, което е няколко пъти по-високо от производителността на пламъчно пръскане.

Сред недостатъците на електродъговото пръскане е опасността от прегряване и окисляване на пръскания материал при ниски скорости на подаване на пръсканата тел. В допълнение, голямото количество топлина, отделена по време на изгаряне на дъгата, води до значително изгаряне на легиращите елементи, които съставляват напръскания материал (например съдържанието на въглерод в покриващия материал се намалява с 40-60%, а силиций и манган - с 10-15%).

При нанасяне на покривен слой върху повърхността на детайла, нагряването му до 50 - 70 ° C не причинява никакви структурни промени в метала на детайла, т.е. неговите механични свойства се запазват, което прави възможно нанасянето на покривен слой върху всякакви материали: метал, пластмаса, дърво, гума и др. Метализацията осигурява висока твърдост на напръскания слой, което допринася за увеличаване на експлоатационния живот на възстановените части. Голямо разнообразие от метали се праши. Например може да се използва пръскане биметалнител от алуминий и олово, което позволява не само да се заменят скъпите калаени бабити и бронзи, но и значително да се увеличи експлоатационният живот на лагерите.

Прилагането обаче метализация, трябва да се има предвид, че метализираният слой, нанесен върху повърхността на детайла, не увеличава неговата здравина. Следователно метализацията не трябва да се използва за възстановяване на части с отслабена секция. При възстановяване на части под действието на динамични натоварвания, както и части, работещи при триене без смазки, е необходимо да се знае, че адхезията на напръскания слой към основния метал на детайла е недостатъчна.

Касова бележка качествени покритияе възможно само при стриктно спазване на режимите и внимателна подготовка на повърхностите на частите, подложени на метализация.

При подготовката на повърхността на частите за метализация се извършват отделни операции в следната последователност: частите се почистват от мръсотия, филми, оксиди, петна от мазнини, влага и продукти от корозия; извършете предварителна обработка чрез изрязване на повърхността, за да й придадете правилната геометрична форма; да получите върху повърхностите на частите грапавостта, необходима за задържане на отложения метален слой; осигуряват защита на съседни повърхности на части, които не са обект на метализация.

Повърхности на частите, които трябва да бъдат метализация, почистени от мръсотия в перални машини, четки, измити в бензин или разтворители, нагрети в пещи с газова горелка или пламък на паялна лампа. Чрез изрязване се коригира геометричната форма на детайла и размерите на детайла се довеждат до размери, при които е възможно да се нанасят покрития с определена дебелина. В краищата на цилиндричните повърхности се оставят перли и се обработват ключалки под формата на пръстеновидни канали, които предпазват покритието от разрушаване.

Необходимата грапавост на повърхността на метализираните части се получава по следните методи. На повърхността на термично необработен кръгъл детайл на струг за винтово нарязване, "скъсана" нишкас монтиран нож с голям надвес под оста на детайла с 3 - 6 мм. Вибрацията на ножа води до грапава повърхност с грапавини. Конецът се нарязва при скорост на рязане 8 - 10 m / min (без охлаждане) с едно преминаване на ножа до дълбочина 0,6 - 0,8 mm. Стъпката на резбата е 0,9 - 1,3 mm, а за вискозни и меки материали - 1,1 -1,3 mm. Конците не се режат на филета. За да излезете от фрезата по време на резбата и да елиминирате отчупването на покритието в края на частта, се правят пръстеновидни жлебове, чиято дълбочина трябва да бъде с 0,2–0,3 mm по-голяма от дълбочината на резбата. В някои случаи пръстеновидните канали се заменят с грубо струговане, оставяйки перли с ширина 1–2 mm. В табл. 31 показва някои режими при рязане на скъсана резба.

Често резбата се заменя с по-продуктивен процес - навиване на резба. В този случай силата на връзката между основния метал и покритието се влошава донякъде.

Ефективността на пръскането с електрически уреди зависи от използвания материал. Ако режимът на пръскане е избран правилно, тогава с дебелина на покритието от 0,5 - 0,7 mm повърхностният слой се нагрява до 70 ° C; с дебелина на покритието 2–3 mm или повече, температурата на този слой достига 100–150 °C. Нагряването може да причини високо напрежение. За да се намали нагряването на детайла, покритието се нанася на тънки слоеве в отделни секции. Така че, при пръскане на шийки на валове с диаметър 150 mm и значителна дължина на тези гърловини, повърхност от не повече от 800 - 1000 mm 2 се напръсква в един проход.

Твърдост на покритиетоможе да се контролира чрез избора на изходния материал или режима на охлаждане по време на процеса на нанасяне на покритие.

Както беше посочено по-рано, технологичен процес Покритието варира в зависимост от формата на частта. Частите с плоски повърхности обикновено се нанасят на ръка. В някои случаи за нанасяне на пръскания материал се използват металорежещи машини. При пръскане на покрития върху плоски части възникват редица трудности, които са резултат преди всичко от появата на остатъчни напрежения на опън, които са склонни да разкъсат покритието от детайла. При дебелина на слоя над 0,3 mm е възможно отделяне на покритието в краищата на плоски повърхности.

За да се предотврати раздробяване или раздробяване на покритието по външния периметър на равна повърхност, специално бразди.

Подготовката на плоски части за покритие се състои в изрязване на "разкъсани" жлебове върху рендетаили създаване на грапава, груба повърхност чрез електрически средства. На повърхностите на малки плоски части те се изрязват при струговане или въртележки машини"Накъсани" жлебове под формата на архимедова спирала. При рендета фрезите със заоблено острие могат да изрязват успоредни канали и да навиват върховете на каналите. Валцуваните повърхности са пясъкоструйни. Жлебовете трябва да са перпендикулярни на посоката на натоварването.

При дебелина на покритието над 0,5 mm подготовката на частта се състои в изрязване на жлебове под формата на лястовича опашка със стъпка 2 - 3 mm или в монтиране на шпилки (в шахматен ред) с прорез на пролуките с длето.

Подробности сложна формаза запечатване на пукнатини, черупки и плоски части се използва пясъкоструене със сух кварцов пясък с едрина на частиците 1,5 - 2 mm.

В някои случаи грапави повърхности се получават чрез навиване на тел с диаметър от 0,5 - 1,6 mm, почистена от котлен камък върху детайла на стъпки от два до пет диаметъра на телта. Навитата тел се фиксира чрез заваряване, след което се извършва пясъкоструене.

За да се получи висококачествено покритие, напръсканата метална струя се насочва перпендикулярно на детайла и разстоянието от дюзата на метализатора до продукта (частта) се поддържа в рамките на 150–200 mm. Първо, металът се нанася върху части от частта с остри преходи, ъгли, филета, первази и след това цялата повърхност се метализира, като увеличава равномерно метала. Необходимите размери, качество на завършеност и правилната геометрична форма на повърхностите, покрити с шприцован метал, се получават при крайната обработка.

Работите по възстановяването на износени части чрез метализация са свързани със замърсяване на околния въздух с прах и пари от напръскан метал, действието на електрическа дъга, както и шума, излъчван от апарата. В съответствие с изискванията за защита на труда, когато се използва метализираща инсталация, трябва да се монтира вентилация в цех или затворено помещение. В условията на обичайно използваното стандартно метализиращо оборудване, тази вентилация се състои от система от локални изпускатели, които трябва да бъдат монтирани на всяко работно място (пясъкоструен шкаф, кабина, струг). Въз основа на опита от експлоатацията на метализиращи инсталации се приема, че скоростта на въздуха в равнината е най-малко 1 - 1,2 m / s, а в напречното сечение на отворен хоризонтален чадър на струг - най-малко 4 m / s. Въздухът, изпускан от камерата за пясъкоструене, трябва да се почиства от прах в прахоуловители, монтирани на открито или в циклони. Освен това помещението за завода за метализация на предприятието трябва да бъде оборудвано през зимата със система за захранваща вентилация с отопление на въздуха, подаван в помещението. За да защитите очите си от действието на ултравиолетовите лъчи, трябва да използвате очила с тъмни стъкла.

Процесът на електродъгова метализация е известен отдавна и от 50-те години на миналия век се използва широко за антикорозионна защита на метални конструкции. При електродъгово покритие се използва индиректна електрическа дъга, която гори между два тоководещи проводника. Разтопени капки електроден метал се напръскват по посока на детайла чрез поток от сгъстен въздух или защитен газ. Докато телта се топи, тя се подава в зоната за изгаряне на електрическа дъга от два чифта захранващи ролки. Диаграмата на процеса е показана в ориз. 3.5.

Топенето на електродите се дължи главно на енергията, освободена от дъгата в областта на приелектродните петна. Средномасовата температура на течния метал, разпръскан от газовата струя, е в диапазона от точката на топене до точката на кипене. Такова значително нагряване на пълнежния материал води до значителни загуби на легиращи елементи поради отпадъци. Стабилният процес на разпрашаване съответства на режими на изгаряне на дъгата без късо съединение, което се осигурява от наличието на динамичен баланс между средната скорост на топене и скоростта на подаване на електрода.

Ориз. 3.5
1 - телени електроди; 2 - захранващи ролки; 3 - изолатори; 4 - вентилационна тръба; 5 - детайл

При този режим в края на електродите първо се натрупва стопеният метал, след което се напръсква с газов поток. Наред с периодичното изхвърляне на порции метал от междуелектродната междина по време на метализацията, има и непрекъснато струйно изтичане на прегрят метал от повърхността на електродите. Размерите на разпръснатите частици по време на електродъгова метализация са приблизително 100 μm, което съответства на маса на частиците 1,4 x 10-9 kg. Максималният размер на частиците, с редки изключения, не надвишава 200 микрона. Излезлият от електродите метал продължава да се раздробява под въздействието на газодинамичните сили на въздушната струя. Освен това тази дисперсия до голяма степен зависи както от налягането на транспортиращия газ, така и от свойствата на разтопения метал, включително неговото прегряване.

Електродъгово покритие се извършва при налягане на сгъстен въздух или защитен газ от 0,5-0,6 MPa. Силата на тока по време на електродъгова метализация варира в рамките на:

• от 35 до 100 A за нискотопими метали (алуминий и цинк);
• от 70 до 200 А за стомани и сплави на основата на желязо и мед.

Напрежението варира от 20 до 35 V. Производителността при пръскане на цинк е до 32 kg/h, алуминий - до 9 kg/h.

Скоростта на движение на металните частици в газовия поток варира от 120 до 300 m/s. Това обуславя кратката продължителност на пренасянето им към повърхността на детайла (времето на полет е хилядни от секундата) и значителна кинетична енергия, която в момента на удара с повърхността на детайла се превръща в топлина и предизвиква допълнително нагряване на детайла. контактна зона. Ударът в момента на контакт с повърхността на детайла предизвиква уплътняване на метализирания слой и намалява неговата порьозност до 10-20%.

Дъговата метализация може да произведе слоеве в широк диапазон от дебелини от 10 µm до 1,5 mm за огнеупорни метали и 3,0 mm за стопими метали. Производителността на електродъгова метализация е 3-20 kg/h.

Метализираният слой може да се нанася върху външните и вътрешните повърхности на конструкциите под ъгъл на разпръскване на разтопения метал спрямо повърхността на детайла от 45° до 90°. За да се получи висококачествено покритие, струята от пръскан метал се насочва перпендикулярно на детайла и разстоянието от дюзата на метализатора до продукта (частта) се поддържа не повече от 150-200 mm. В табл. 3.4 са представени данни за влиянието на разстоянието на пръскане върху характеристиките на метализирания слой.

Таблица 3.4. Физико-механични свойства на покритието при различни разстояния на метализация.

За да се увеличи ефективността на покритието с електрическа дъга, тя се интензифицира чрез продухване с газов поток, прилагане на електромагнитни полета към него или използване на разряди с много висока плътност на тока върху електродите. Висока плътност на тока се получава чрез намаляване на напречното сечение на електродите или чрез използване на силнотокови разряди. Уплътняването на метализираните слоеве се осигурява чрез комбиниране на процеса на пръскане и бластиране. Изстрелът се насочва така, че ударите му предизвикват пластична деформация на прясно нанесения слой.

Повърхността, предназначена за покритие, трябва да бъде почистена от замърсявания, масла, ръжда. Подготовката на повърхността най-често се извършва чрез бластиране (пясъкоструене). Обезмаслете преди повърхностна обработка. За да се осигури задоволителна адхезия, времето между операциите по подготовка и метализация не трябва да надвишава 2 ч. За да се намалят термичните вътрешни напрежения, процесът на метализация трябва да се извършва с прекъсвания между отделните преминавания, като се избягва прегряване на метализираната повърхност.

Първо, металът се нанася върху части от частта с остри преходи, ъгли, филета, первази и след това цялата повърхност се метализира, като увеличава равномерно метала. Необходимите размери, качество на завършеност и правилната геометрична форма на повърхностите, покрити с шприцован метал, се получават при крайната обработка.

Метализирането, последвано от боядисване, се използва за защита на стоманени конструкции, наричани комбинирани покрития. Срокът на експлоатация на комбинираните покрития поради синергията е значително по-голям от сбора на експлоатационния живот на всеки слой поотделно, поради което те трябва да се използват за дългосрочна защита от корозия на стоманени конструкции, които ще се използват в средно и силно агресивни среди вътре в сградите , на открито и под навеси, както и в течни органични и неорганични среди. Покритията, получени чрез електродъгова метализация, се използват за защита на стоманени конструкции и стоманобетонни опори на мостове, резервоари за гориво, тръбопроводи, оборудване, използвано в отоплителните мрежи, петролната и химическата промишленост.

Пълнежни материали

Изборът на материал за покритие зависи от условията на работа и основните процеси на износване, протичащи върху повърхностите. Основният тип пълнежен материал е електрод с непрекъсната тел. Използват се както плътни телове, така и прахови телове с диаметър от 1,0 до 2,5 mm. Скоростта на подаване на тел варира от 220 до 850 m/h.

Твърдите проводници се използват главно за създаване на покрития върху повърхности за фиксирани кацания (от нисковъглеродни стомани Sv-08, Sv-10GA) и подвижни съединения (от високовъглеродни стомани Np-50, Np-85 и легирани стомани Np-30X13, Np-40X13, Np-60X3V10F). За получаване на покрития с висока твърдост се използват телове с флюсова сърцевина.

Силно легирани проводници на желязна основа (Св-08Х18Н8Г2Б, Св-07Х18Н9ТЮ, Св-06Х19Н9Т, Св-07Х19Н10Б, Св-08Х19Н10Г2Б, Св-06Х19Н10М3Т), както и проводници от цветни метали (никел, цинк, мед и др.) ) се използват за създаване на антикорозионни покрития. .).

Основните антикорозионни материали от цветни метали, прилагани чрез електродъгова метализация върху стоманени конструкции и изделия, са цинк, алуминий и техните сплави. Цинковите покрития са устойчиви на корозия в морска вода и морска атмосфера. Най-голямо влияние върху скоростта на корозия на цинка в индустриалната атмосфера на индустриалните градове има съдържанието на серни оксиди в него, както и други вещества (например пари на хлор и солна киселина), които образуват хигроскопични съединения с цинка.

Дъгово покритиеПроцес на нанасяне на покритие, който използва електричество за нагряване/разтопяване на теления материал. Към два консумативни проводника се подава постоянен ток с различна полярност, поради което дъгата се запалва, проводниците се стопяват и отделените частици от материали се пренасят чрез поток от сгъстен въздух към повърхността за пръскане.
Използването на постоянен ток дава възможност за стабилизиране на дъговия разряд и внимателно контролиране на параметрите на отлагането.

Ориз. един.Дъгово покритие

Особености
Електродъговата метализация се характеризира с отлична, в сравнение с други технологии, производителност, висока ефективност. В допълнение, оборудването за електродъгова метализация се характеризира с лекота на използване, непретенциозност на употреба, ниски изисквания към инфраструктурата за свързване, което позволява да се използва както в работилница със стационарни линии за електричество и сгъстен въздух, така и в условия извън работилница, където е достатъчно допълнително да се използват масово използвани индустриални компресори и генератори.
Материалите за електродъгова метализация се произвеждат под формата на телове, включително прахови.
Електродъговата метализация включва използването електрическа енергияза разтопяване на материала. Липсата на открит пламък и горене като такова позволява използването на електродъгово покритие в затворени пространства. Широко известно е използването на електродъгово покритие за пръскане на вътрешните повърхности на резервоари за съхранение и транспортиране на храни и нефтопродукти, баластни танкове; разрешено е използването на метализация във вентилирани мини и др.
Обхватът на използваните материали е ограничен от задължителното наличие на проводими елементи в доставяния материал. Покритието с електродъга не е приложимо за отлагане на полимери, керамика и други непроводими материали.

Приложение
Най-честата употреба на дъгова метализация е отлагането на нискотопими материали (Zn, Al, техните сплави). Системите за покритие на базата на цинк, алуминий, сплави на тяхна основа, както и добавянето на магнезий, титан и други елементи се характеризират с нисък електрохимичен потенциал, което им позволява да се използват за защита на конструкционни стомани от корозия.
Такива покрития предотвратяват корозията не само чрез изолиране на стоманените повърхности от корозивна атака. околен святкато бояджийски материали. Електродният потенциал, който е отрицателен по отношение на стоманата, галванично защитава повърхността от корозия дори при локално увреждане на покритието. Освен това, когато се използват такива покрития, по принцип е невъзможно развитието на корозия под филма, което много често се случва при използване на бои и лакове.
Друго съществено предимство на метализиращите покрития е високата адхезия на металните покрития. Освен това с течение на времето адхезията се увеличава само поради взаимната дифузия на металите, докато всяка боя рано или късно губи адхезия и се отлепва поради фундаменталната хетерогенност на материалите.

Фиг.2. Нанасяне на антикорозионно покритие върху зоната с променлива омокряемост на офшорна платформа.

В допълнение към антикорозионните покрития, електродъговото покритие може да се използва за нанасяне на устойчиви на износване покрития.
Използването на специално проектирани телове с флюсова сърцевина предполага триетапен процес на образуване на покритие: първо, обвивката на тел с флюсова сърцевина се разтопява от енергията на метализатора, топенето е ендотермична реакция; Топлината, отделена по време на топенето на обвивката, разтопява зарядната смес, която изпълва материала на корда.
Електродъговото покритие, за разлика от широко използваното високоскоростно пръскане за износоустойчиви покрития, има по-голяма производителност и мобилност, което го прави отлична алтернатива за създаване на износоустойчиви покрития, докато EDM покритията са много по-евтини, но отличителна чертаот HVOF покритията е висока порьозност, която в някои случаи може да доведе до корозия, както и по-ниско ниво на адхезия.