Электродуговое напыление и металлизация


Готовы Центра Специалисты   взять на себя полный комплекс работ по созданию на Вашем предприятии участков по нанесению защитных покрытий с использованием технологий электродугового напыления,   либо механизированных линий, с решением экологических проблем при их эксплуатации.

Способ электродуговой металлизации заключается в расплавлении напыляемого проволочного материала электрической дугой, его распылении и нанесении на подложку струей сжатого воздуха.

Толщина наносимого покрытия - 0,1-3 мм. Материал покрытий - стали, алюминиевые сплавы, бронзы, баббит, молибден и др.

Способ применим для восстановления и упрочнения изношенных деталей пониженной жесткости, т.к. нагрев основного металла в процессе нанесения покрытия не превышает 80-100 ° С.

Типовые детали, восстанавливаемые методом электродугового напыления: посадочные поверхности валов, бронзовые втулки, вкладыши, гильзы цилиндров (снаружи), алюминиевые головки блоков ДВС и др.

Детали, работающие при ударных нагрузках, восстанавливать данным способом нецелесообразно.

Восстановление деталей машин электродуговым напылением

Специалисты Центра имеют обширный опыт создания механизированных линий нанесения металлизационных покрытий.

В качестве примеров промышленной апробации представленных выше методов можно привести реализованный на объединении Пензхиммаш технологический процесс нанесения защитного антикоррозионного покрытия из алюминия на трубы.

Антикоррозионные защитные покрытия из цинка и алюминия, полученные методом электродуговой металлизации увеличивают срок службы металлоконструкций от 25 до 50 лет в зависимости от агрессивности среды. Такие покрытия могут быть нанесены как на изготавливаемые металлоконструкции в цеховых условиях, так и на уже смонтированные сооружения (мостовые конструкции, резервуары, трубы, градирни, шлюзовые ворота, элементы портовых сооружений и т.д.).

Нанесение защитного цинкового покрытия на наружную поверхность чугунных труб для водоснабжения и канализации электродуговым напылением было применено на Липецком металлургическом заводе «Свободный Сокол».

В ООО «НПО Фундаментстройаркос» (г. Тюмень) также была создана и запущена линия электродугового напыления. Антикоррозионное цинковое покрытие наносили на стальные трубы наружным диаметром 34мм, предназначенные для изготовления систем термостабилизации грунтов в условиях вечной мерзлоты.

Общий вид линии металлизации труб диаметром 34 мм
Камера металлизации

На Московском опытном светотехническом заводе для нанесения антикоррозионного цинкового покрытия на наружную поверхность мачт освещения,   представляющих собой ступенчатую трубу с диаметром нижней части 200-400 мм, а верхней - 100-200 мм и длиной до 10 м, также была спроектирована и запущена в эксплуатацию линия механизированного напыления.

Оборудование для электродуговой металлизации

Для нанесения восстанавливающих покрытий предлагаем электродуговой аппарат ЭМА, отличающийся высокой работоспособностью и удобством в обслуживании.

Стационарный электродуговой аппарат ЭМА

Для нанесения Предназначен методом электродугового напыления покрытий   из стальных и других жёстких условиях проволок в механизированных производств.

Аппарат состоит из распылительной головки с механизмами подачи проволоки, мотор-редуктора и многофункционального блока управления (преобразователя частоты).

Аппарат обладает высокой производительностью напыления, не требует настройки распылительной головки, имеет расширенный набор функций блока управления. Мотор-редуктор не требует обслуживания в процессе эксплуатации. Распылительная головка имеет быстросъемные токоподводы.

Для нанесения покрытий на внутренние поверхности аппарат может быть оснащен специальной распылительной головкой.

Аппарат может поставляться в комплекте с источником питания дуги и кассетным блоком.

Технические характеристики

Производительность распыления, сталь (при ПР = 100%), кг / ч, до

8,7

Диаметр распыляемой проволоки, мм

1,2-2,0

Скорость подачи проволоки, м / мин

1-6

Рабочий ток дуги (при ПР = 100%), А, до

250

Рабочее напряжение дуги, В

17-35

Рабочее давление сжатого воздуха, Мпа

0,5-0,6

Наибольший расход сжатого воздуха, м³ / ч

90

Номинальная Мощность электродвигателя, Вт

120

Масса аппарата, кг, не более

5,7

Механотермическое формирование поверхностей


Сотрудники Центра имеют обширный опыт в разработке технологий и материалов для нанесения покрытий электроконтактной приваркой и электроконтактным спеканием. Производственный участок Центра осуществляет следующие виды работ:

• разработка технической документации и изготовление приспособлений для нанесения покрытий методами электроконтактного спекания для деталей различных форм и размеров,

• назначение режимов электроконтактного спекания, обеспечивающих качественное формирование поверхностных слоев,

• выбор материалов для электроконтактного спекания и разработка опытных составов по требованиям Заказчика,

• изготовление опытных партий деталей с применением технологий электроконтактного спекания и приварки,

• разработка технической документации для организации участков электроконтактного спекания и приварки.

Метод электродугового спекания позволяет формировать покрытия разнообразного состава, включая металлокерамические, а также проводить приварку конструктивных элементов в труднодоступных местах деталей. Специалистами Центра ведутся активные работы по развитию этой группы технологий.

Регулирование компонентного состава присадочного материала позволяет получать при спекании слои с различным комплексом свойств и износостойкостью.


матрица + 20% TiCматрица + 30% TiCматрица + 40% TiC

Диаграмма весового износа образцов

 

Для осуществления данных технологий в Центре используются машины для точечной контактной сварки (в т.ч. TECNA 8206) со специальными приспособлениями для формирования поверхностей.

Анализ характерных дефектов, возникающих при реализации традиционных видов наплавки и напыления, указывает на то, что одной из причин, обусловливающих образование пор, пустот и несплавлений, является формирование и кристаллизация поверхностного слоя без воздействия механического фактора извне, способствующего ликвидации воздушных прослоек и газовых включений.

При реализации технологий механо-термического формирования наряду с термическим фактором активно используется механическое воздействие внешней нагрузки, что в комплексе способствует получению слоя с более высоким качеством. Термический фактор обусловливает интенсивный нагрев наносимого сплава и контактирующего с ним основного металла и создает благоприятные условия для протекания диффузионных процессов. Механический фактор определяет формирование бездефектных структур.

Технологический участок Центра реализует технологии электроконтактного спекания поверхностей с широкой гаммой присадочных материалов. При реализации электроконтактного спекания нанесение поверхностного слоя осуществляется путём пропускания электрического тока через гранулированный присадочный материал и его последующего сжатия.

Принципиальная схема приспособления для электроконтактного МТФ:

1 — формообразующий инструмент-электрод;

2 — наносимый сплав в гранулированном состоянии;

3 — втулка из электроизоляционного материала;

4 — стальной кожух рабочей камеры;

5 — стальная основа

Наряду с применением порошковых материалов формирование покрытий может осуществляться путём приварки проволоки или ленты за счёт пропускания мощных импульсов тока.

На рисунке показана схема приварки металлической ленты к поверхности вала. Формирование зоны соединения ленты 1 с поверхностью детали 2 осуществляется за счет пропускания тока от источника питания 3 через прижимные токоподводящие ролики 4. Нагрев и сплавление основного и присадочного металлов производится теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через находящиеся в контакте соединяемые части.

 Электроконтактная наплавка проволоки осуществляется с помощью несложного приспособления, выполненного в виде ролика и позволяющего нагревать (в результате тепловыделения при прохождении электрического тока) и пластически деформировать привариваемую проволоку и поверхностные слои основного металла.

1 - прерыватель тока;

2 - трансформатор;

3 - наплавляющий ролик;

4 - амортизатор;

5 - присадочная проволока;

6 - наплавляемый образец

    Принципиальная схема электроконтактной наплавки проволоки:

а - начальная стадия;

б - конечная стадия.

Контактная наварка проволоки используется для восстановления резьбовых участков валов. При этом диаметр присадочной проволоки подбирают таким, чтобы при наварке она полностью заполняла впадину резьбы и выступала на величину припуска, необходимого для последующей обработки.