СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ Российский патент 1996 года по МПК C23C4/12 

Предлагаемое изобретение относится к области нанесения покрытий способом электродуговой металлизации защитных, коррозионностойких и износостойких слоев на рабочие поверхности изделий, а более конкретно: на трущиеся поверхности двигателей автомобилей и тракторов, оборудование металлургических цехов, сосудов химической промышленности, контактирующих с агрессивными средами и подверженными коррозии, лопастей и лопаток дымососов, подверженных эррозии.

Изобретение может быть использовано для повышения производительности качества наносимого покрытия при напылении дуговыми металлизаторами.

Известен способ электродуговой металлизации (см.а.с. N 1183562 А С 23 С 4/00 1985 г. с.112), включающий расплавление напыляемого материала в дуге и распыление его сжатым воздухом, отличающийся тем, что с целью повышения адгезии воздух смешивается с 1,0-1,5 раствором хлорида аммония в соотношении 1:0,14•10^-5 до 1:2,3•10^-5.

Недостатком известного способа является невысокая производительность его и необходимость применения точной дозировки хлорида аммония. Сам хлорид аммония является вредным для человеческого организма веществом.

Известен также способ, который выбран за прототип (см.Хасуи А. Моригаки О. Наплавка и напыление. М. Машиностроение, 1985, с.140-141), сущность которого заключается в следующем. Через два канала в горелке непрерывно подают две проволоки, между концами которых возбуждается дуга и происходит расплавление проволок. Расплавленный металл подхватывается струей сжатого газа, истекающего под определенным постоянным давлением из центрального сопла электрометаллизатора и в мелкорасплавленном виде переносится на поверхность изделия.

Однако, недостатком известных способов электродуговой металлизации являются сравнительно невысокая величина адгезии между наносимым слоем и деталью, значительные потери легирующих компонентов, высокая пористость нанесенного покрытия.

Целью изобретения является повышение производительности напыления и качества покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем расплавление электрической дугой напыляемого металла и перенос расплавленных капель потоком газа на напыляемую поверхность, с дроблением капель в фазе полета, отличающийся тем, что с целью повышения производительности напыления и улучшения качества покрытия перенос напыляемого материала производится с помощью газа-носителя, подаваемого импульсами.

Предлагаемый способ имеет следующие общие признаки с прототипом: используется стандартное устройство для дуговой металлизации, капля напыляемого материала дробится при переносе на напыляемую поверхность.

Отличия предложенного способа состоят в следующем. В предложенном способе перенос капель металла происходит с помощью импульсов газа-носителя, получаемых перепадом давления.

Технические решения со сходными признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не обнаружены, следовательно предложенное решение обладает существенными отличиями.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема способа электродуговой металлизации методом импульсной подачи транспортирующего газа.

Газовое сопло 1 соединено через электромагнитный клапан 2, ротаметр 3 и дроссель 4 с баллоном 5, содержащим инертный газ. Мультивибратор 6 управляет катушкой электромагнитного клапана. Источник питания 7 соединен с медными токоподводами 8, имеется механизм подачи проволоки 9 и две катушки проволоки 10.

Пример конкретного выполнения:
В сопло 1 через электромагнитный клапан 2, ротаметр 3 и дроссель 4 из баллона 5 подают аргон. Импульсную подачу аргона обеспечивает мультивибратор 6, управляющий катушкой электромагнитного клапана. Источник питания 7 подает напряжение на токоподводы 8 благодаря чему при непрерывной подаче проволоки механизмом подачи 9, между концами проволоки 10 непрерывно горит дуга, расплавленные капли проволоки импульсами аргона дробятся и переносятся на напыляемую поверхность.

Предлагаемый способ позволяет повысить производительность процесса электродуговой металлизации и улучшить качественные показатели процесса, что следует из данных, приведенных в таблице. Кроме того, увеличение числа импульсов газа-носителя до 8 привело к снижению содержания газов (O₂, N₂) в нанесенном слое в 1,8-2,2 раза. Эти данные получены при следующих постоянных условиях проведения опытов: 1. Оборудование металлизатор ЭМ-12, трансформатор ТД-500; 2. Материалы проволока Св-08ХГСА диаметром 1,6 мм, покрываемая деталь пластины из стали Ст.3; 3. Режимы сила тока 300 А, напряжение на дуге 42 В, расход газа 150 м³/ч, давление газа 55 кПа, расстояние от металлизатора до детали 70 мм; 4. Толщина покрытия 0,2 мм. 5. Подготовка покрываемой детали за 0,5 часа до нанесения покрытия - дробеструйная обработка.

Использование предлагаемого изобретения, способа электродуговой металлизации методом импульсной подачи транспортирующего газа по сравнению с существующими способами электродуговой металлизации обеспечивает следующие преимущества:
1. Повышение производительности процесса на 70-80
2. Увеличение адгезии между нанесенным покрытием и деталью на 25-30
3. Снижение пористости нанесенного покрытия в 3-4 раза.

4. Уменьшение потерь легирующих компонентов в 1,5-2 раза.

5. Снижение содержания газов (O₂, N₂) в нанесенном металле в 1,8-2,2 раза.

Использование: предлагаемое изобретение относится к области нанесения покрытий способом электродуговой металлизации защитных, коррозионностойких и износостойких слоев на рабочие поверхности изделий. Сущность изобретения: способ электродуговой металлизации включает расплавление электрической дугой напыляемого материала и перенос его в мелкорасплавленном виде струей сжатого воздуха на напыляемую поверхность, причем перенос напыляемого материала ведут импульсами, а импульсы получают перепадом давления. 1 ил., 1 табл.

Способ электродуговой металлизации, включающий расплавление электрической дугой напыляемого металла и перенос его в мелкорасплавленном виде струей сжатого воздуха на напыляемую поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности напыления и улучшения качества покрытия, перенос напыляемого материала ведут импульсами, а импульсы получают перепадом давления.