Электродуговая металлизация
Говоря об электродуговой металлизации, прежде всего, нужно определиться с терминами, которые необходимы для понимания способа газотермического напыления (ГТН), то есть нанесения покрытия по сравнению с другими способами.
Мы должны понимать, что под общим названием ГТН объединяются следующие методы: газопламенное напыление, высокоскоростное газопламенное напыление, детонационное напыление, плазменное напыление, напыление с оплавлением, электродуговая металлизация и активированная электродуговая металлизация.
Газотермическое напыление (англ.Thermal Spraying) это процесс нагрева, диспергирования и переноса конденсированных частиц распыляемого материала газовым или плазменным потоком для формирования на подложке слоя нужного материала. По своей сути газотермическое напыление очень похоже на сварку и наплавку, отличие заключается в функциональном назначении переносимого материала. Цель сварки — соединение конструкционных элементов сооружений (не будем рассматривать в контексте данного вопроса), наплавки - восстановление первоначальных размеров изношенных или поврежденных деталей с близким по составу и механическим свойствам основному металлу, а также для получения на поверхности изделий слоя с необходимыми свойствами (износостойкость, коррозионостойкость и т.д.) методом сварки. Цель газотермического напыления — защита поверхности от коррозии, износа и т. д. Понятно, что наплавка и газотермическое напыление имеют много общего и различаются только способами и техническими характеристиками процессов.
Так как большинство деталей машин работают в условиях изнашивания, кавитации, циклических нагрузок, коррозии при криогенных или высоких температурах, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях металла, где сосредоточены основные концентраторы напряжения, то газотермическое напыление, наплавка, химико-термическая обработка повышают твёрдость, кавитационную и коррозионную стойкость и, создавая на поверхности благоприятные остаточные напряжения сжатия, увеличивают надёжность и долговечность деталей машин. Кроме того увеличить прочность и сопротивление усталости можно созданием соответствующих композиций сплавов и технологии обработки. При сохранении достаточно высокой пластичности, вязкости и трещиностойкости данные методы повышают надёжность и долговечность машин и понижают расход металла на их изготовление вследствие уменьшения сечения деталей.
Можно сказать, что газотермическое напыление, при определенных условиях, является заменителем химико - термической обработки (ХТО) металлов (нагрев и выдержка металлических, а в ряде случаев и неметаллических материалов при высоких температурах в химически активных средах - твердых, жидких, газообразных). Так как в подавляющем большинстве случаев химико-термическую обработку проводят с целью обогащения поверхностных слоев изделий определенными элементами, то их называют насыщающими элементами или компонентами насыщения. В результате ХТО или газотермического напыления формируется диффузионный слой, т.е. изменяется химический состав, фазовый состав, структура и свойства поверхностных слоев. Изменение химического состава обуславливает изменения структуры и свойств диффузионного слоя.
Электродуговая металлизация представляет собой плавление двух проволок установленной электрической дугой и распыление полученного вещества на подложку. Наибольшее применение такие установки получили при создании противокоррозионных покрытий из алюминия, цинка и их сплавов.
Сам процесс электродуговой металлизации достаточно прост и представляет собой плавление двух проволок установленной электрической дугой и распыление полученного вещества с большой скоростью на подложку с необходимой и достаточной шероховатостью поверхности для прочного сцепления. В сопло металлизатора подаются две проволоки, одна из которых служит анодом, а другая — катодом. Между ними возникает электрическая дуга и проволока плавится. Распыление происходит при помощи подачи сжатого воздуха. Процесс протекает на постоянном токе. Данный метод обладает следующими преимуществами:
а) высокая производительность (до 40 кг/ч напыляемого металла);
б) более прочные покрытия с высокой адгезией по сравнению с газопламенным способом;
в) возможность использования проволок из разных металлов позволяет получить покрытие в соответствии с требованиями конкретных решений;
г) невысокие эксплуатационные затраты;
д) безопасность процесса.
Недостатками электродуговой металлизации являются:
а) возможность перегрева и окисления напыляемых материалов при малой скорости их подачи;
б) выгорание легирующих элементов напыляемых материалов;
в) специальная подготовка поверхности для осуществления процесса.
Для успешного проведения процесса электродуговой металлизации необходимо оптимально подбирать проволоку, которая бы соответствовала обеспечению высокого значения адгезии и когезии в наносимых слоях в сочетании с подготовленной поверхностью. В настоящее время подавляющее большинство материалов, используемых для дугового напыления, представляют собой сплошную проволоку, полученную выдавливанием. Переход на более передовую технологию, использующую «проволоку с сердечником», позволяет с большей легкостью выйти на новый, инновационный уровень в области защиты поверхностей. Проволока с сердечником представляет собой сформованную металлическую полосу, заполненную различными порошковыми материалами (металлическими и минеральными). Гибкость в выборе сочетаний различных металлов и порошковых материалов позволяет изготавливать проволоку различного состава на новом высокотехнологичном производственном оборудовании и такую проволоку невозможно изготовить в виде сплошной проволоки. Эти виды проволоки специально предназначены для применения в процессах дугового напыления и обеспечивают получение уникальных сочетаний износоустойчивости и коррозионной устойчивости, позволяющих применять такое покрытие, как например, для защиты котельного оборудования. При помощи специальных технологий прокатки и термообработки качество поверхности проволоки также может быть оптимизировано для целей непрерывной подачи в процессе дугового распыления.
На сегодняшний день, при одновременном использовании различных видов проволоки и качественно подготовленной поверхности (пескоструйная или дробеструйная обработка, предварительный нагрев и т.д.) можно достичь очень высоких показателей адгезии и высокой твердости поверхности при нанесении выбранного материала. Очень много зависит от точного анализа условий работы и влияющих факторов на работоспособность детали, механизма, узла и т.д. Специалисты Castolin, имея многолетний опыт работы в области электродуговой металлизации, с легкостью подберут для Вас оптимальные технические решения и соответствующие материалы. За более подробной информацией, пожалуйста, обращайтесь в офис компании.
