Технология капитального ремонта машин, страница 23

Преимущества - высокая производительность С 3-14 кг/ч; высокая температура электрической дуги позволяет наносить покрытия из тугоплавких материалов, используя разные проволоки, можно получить покрытия из сплавов двух металлов; простота оборудования, дешевизна. Недостатки: повышенное окисление металла, значительное выгорание легирующих элементов и пониженная плотность покрытия.

Высокочастотная металлизация основана на использовании принципа индукционного нагрева при плавлении проволоки. Расплавленный металл распыляется струёй сжатого воздуха. Головка высокочастотного металлизатора имеет индуктор, питаемый генератором тока, который обеспечивает плавление проволоки на небольшом участке её длины. Преимущества: небольшое окисление металла благодаря возможности регулирования температуры его нагрева и достаточно высокая механическая прочность покрытия:

Недостатки - низкая производительность, сложность и высокая стоимость оборудование. Плазменная металлизация, при которой для расплавления и переноса металла на поверхность детали используют тепловые и динамические свойства плазменной струи.

Плазменная струя представляет собой частично или полностью ионизированный газ в результате потери одного или нескольких электронов из оболочки атома под действием высокой температуры электрической дуги горящей в закрытом пространстве. Генераторы для получения плазменной струи называют плазменными горелками или плазмотронами.

Плазмотрон, применяемый для металлизации, состоит из охлаждаемых водой катода и анода (сопла). Катод(2) изготовлен из вольфрама, анод - из меди. Анод и катод изолированы друг от друга прокладкой. Чтобы получить плазменную струю, между катодом и анодом возбуждает электрическую дугу от источника постоянного тока напряжением 60 -70В. Плазмообразующийся газ, введённый в зону горения дуги, ионизируется и выходит из сопла плазмотрона в виде струи небольшого сечения.

Обжатию плазменной струи способствуют холодные стенки канала сопла и электромагнитное поле, возникавшее вокруг струи. Небольшое сечение плазменной струи и её высокая электропроводность значительно повышает плотность тока и, следовательно, температуру и скорость истечения газа. Температура плазменной струи достигает 10000-30000°С, а скорость истечения -1000-1500м/с. В качестве плазмообразующих газов используют аргон, азот, гелий, водород и их смеси. При металлизации обычно используют азот иди аргон.

Аргонная плазма имеет наиболее высокую температуру (доЗООО°С), азотная - до 15000°С, но она имеет более высокое теплосодержание, т.к. процесс образования азотной плазмы имеет две стадии:

диссоциацию и ионизацию. Процесс образования аргонной плазмы - только ионизацию. Так как оба процесса (диссоциация и ионизация) протекают с большим поглощением тепла, азотная плазма становится носителем большого количества тепловой энергии. Учитывая низкую стоимость азота, широкое применение получила именно азотная плазма.

Азотная плазменная струя надежно защищает напиленный металл от окисления. Исходный материал для напыления чаще используют в виде порошка (50-15 Ом км). Порошок в сопло плазмотрона подается из дозатора транспортирующим азотом. Расход порошка можно плавно регулировать дозатором от 3 до 12 кг/ч.

Попадая в плазменную струю, металлический порошок распыляется и, упекаемый плазменной струёй, наносится на поверхность детали. Большая скорость полета частиц порошка (150-гСЮм/с) и высокая температура их нагрева в момент встречи с подложкой обеспечивают более высокие механические свойства покрытия и более прочное его соединение с поверхностью детали по сравнению с другими методами напыления. Кроме того преимущества этого метода: высокая производительность; возможность нанесения любых материалов, полная автоматизация процессом.

Промышленность выпускает два типа универсальных установок для плазменной металлизации -

УГГУ-4 и 1ПУ-3. Установки УМП-4 и УМЙ-5 выпускается без источника питания, в качестве которого можно использовать выпрямитель ЙПН-16О/6ОО⁰ Плазменные горелки в этих условиях типа ГН-5Р.