Устройство для нанесения металлических покрытий из расплава Советский патент 1985 года по МПК C23C2/00 B23K3/06 

Изобретение относится к изготовлению проволоки и других длинномерных изделий с покрытием из расплава. Известно устройство для нанесения покрытия из расплава, содержащее механизм размотки и смотки проволоки ианну подготовки поверхности и ванну для расплавленного металла с порогами или блоками направляклцими обрабатываемый профиль l. Однако при прохождении высокопроч ной проволоки через ванну с расплавом проволока существенно разупрочняется в результате нагрева ее от расплава и деформирования на порогах или балках в условиях контакта с расплавом. Покрытие получается с относительно большой прослойкой хрупких интерметаллидов, на поверхности покрытия имеются включения в виде окисных плен и шлаков и т.д., которые выносятся проволокой с зеркала металла покрытия. Особенно затруднено полу чение указанным способом алюминированной высокопрочной проволоки, так как при прохождении через ванну патентированная заготовка теряет до 20% прочности и существенно ухудшаются ее пластические свойства. Устро ства подобного типа очень громоздки и неудобны в эксплуатации. Известно также устройство для нанесения металлических покрытий из расплава, содержащее ванну, механизм перемотки и злектромагнитный нагнета тель для образования возвышения в зоне обработки р. Проходя над поверхностью ванны, обрабатьшаемая лента вступает в контакт с расплавленным металлом в зоне возвьпиения, в результате чего производится одностороннее ее плакировани Однако при использовании электромагнитов необходим кондукционный под вод тока к жидкому металлу, что веде к разъединению токопроводов и загряз нению жидкого металла. Длительная работа таких установок невозможна. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для нане сения металлических покрытий из расплава, содержащее ванну для расплавленного металла, нагнетатель, выполненньш в виде индуктора бегущего маг нитного поля с пластиной 3j . В этом устройстве индуктор бегущего поля вместе с пластиной расположены под ванной, при этом пластина установлена над индуктором с возможностью перемещения для формирования встречных волн припоя. Однако данное устройство ненадежно, поскольку не обеспечивает стабили зированную форму вала, при этом наблюдаются выплески металла расплава из ванны вследствие некомпенсированности встречных потоков, что приводит к снижению качества покрытия. Цель изобретения - повьщ1ение надежности работы устройства путем устранения динамической неустойчивости струи расплава покрытия. Поставленная цель достигается тем, что устройство для нанесения металлических покрытий из расплава, содержащее ванну для расплавленного металла, нагнетатель, выполненный в виде индуктора бегущего магнитного поля с пластиной, индуктор выполнен двойным, причем обмотки подключены с возможностью образования встречных бегущих магнитных полей, а пластина выполнена в виде плоского шихтованного магнитопровода и установлена над ванной. На чертеже схематически показано предлагаемое устройство, общий вид. Устройство содержит механизм 1 размотки, флюсовую коробку 2, ванну 3 с расплавом, индуктор 4 бегущего магнитного поля, плоский щтрихованньш магнитопровод 5, намоточный механизм 6и направляющие ролики 7. Длинномерное изделие 8, например проволока, с механизмом 1 размотки через систему направляющих роликов 7проходит в флюсовую коробку 3, где поверхность изделия покрьшают флюсом, необходимым для обеспечения сцепления с металлом покрытия. Встречно направленные поля индуктора 4 бегущего магнитного поля создают в жидком металле индукционные токи, которые порождают внутри металла электродинамические силы, приводящие его в движение, в результате чего в центре ванны 3 над индуктором 4 образуется устойчивая волна металла. Шихтованный магнитопровод 5 служит для замыкания силовых линий бегущего магнитного поля над поверхностью металла. Офлюсованная проволока, проходя в зазоре между поверхностью металла и магнитопроводом 5, вступает в кон3такт в зоне образовавшейся над его поверхностью волны, где за счет сип молекулярного сцепления, химического взаимодействия расплава с очищенной поверхностью, а в основном вследствие намерзания на холодную поверхность, на проволоке образуется покры тие . Устройство позволяет наносить покрытие на высокопрочную проволоку без снижения ее прочностных свойств так как отсутствует преломление проволоки в ванне с расплавом и проволо ка проходит без контакта с конструктивными элементами ванны (пороги, блоки). Ограничена длительность контакта изделия с расплавом, что позволяет избежать прогревания изделия по всему сечению, вследствие чего сохраняется микроструктура сердечника после нанесения покрытия. Для заправки покрываемого изделия в устройство достаточно выключить индуктор бегущего магнитного поля, пропустить изделие над спокойной поверхностью расплава и после этого вновь образовать волну включением индуктора, т.е. устройство технологично и просто в эксплуатации. Установление над ванной пластины, выполненной в виде шихтованного магнитопровода, позволяет стабилизировать образующуюся волну расплава, так как при этом магнитные поля замыкаются над поверхностью расплава 264 и, кроме того, магнитопровод выполняет роль магнитного дросселя, компенсирующего кратковременную несогласованность магнитных потоков двойного индуктора. При установлении над поверхностью расплава магнитопровода выплесков металла покрытия не наблюдаются, покрытие получают равномерным по длине и сечению проволоки. Конструктивные особенности устройства позволяют получать патентированную высокоуглеродистую проволоку со светлой обезуглероженной поверхностью. Для нанесения жидкометаллического покрытия на такую проволоку желателен и достаточен кратковременный контакт ее с расплавом. Обезуглероженная поверхность позволяет получить хорошую связь с покрытием даже при кратковременном контакте сердечника с расплавом. Однако длительный контакт с расплавом нежелателен, так как нагрев может испортить структуру патентированной заготовки. Устройство позволяет получать качественное покрытие при кратковременном контакте изделия с расплавом, при этом устройство может быть использовано при получении проволоки или других Д-ПИН номерных изделий с качественньи покрытием без потерь прочностных свойств, например, алюминированной высокопрочной проволоки для канатов и пружин. Использование изобретения позволит получить экономический эффект в 420 тыс.руб. в год.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ ИЗ РАСПЛАВА, содержащее ванну для расплавленного металла, нагнета.тель, вьтолненный в виде индуктора бегущего магнитного поля с пластиной, отличающееся тем, что, с целью повьшеHIL4 надежности устройства путем устранения динамической неустойнивости струи расгшава покрытия, индуктор выполнен двойным, причем его обмотки подключены с возможностью образования встречных бегущрж магнитных полей, а пластина выполнена в виде плоского шихтованного магнитопровода и установлена над ванной.