Електроерозійне нарощування

Одним із найпоширеніших способів є електроерозійне нарощування. Для електроерозійного нарощування поверхонь деталей служить установка ЕФІ-10 конденсаторного типу, схема якої представлена на рисунку 1.45.

Рис. 1.45 – Схема установки для електроерозійного нарощування і легування: 1— деталь;

2 — електрод; 3 — вібратор; 4 — конденсаторна батарея

Електричний струм від джерела заряджає конденсаторну батарею. При наближенні електроду (анода) до деталі (катоду) на пробивну відстань відбувається розряд у вигляді короткого могутнього імпульсу. Від анода відділяється крапля розплавленого металу і переноситься на катод. Під час розряду, температура між електродом і деталлю досягає 10000°С. Наявність в цій зоні легуючих елементів, що входять до складу електроду, дозволяє не тільки нарощувати, але і легувати поверхню деталей. Товщина нарощуваного шару залежить від частоти і потужності імпульсів струму і властивостей матеріалу електроду. При грубих режимах (струм більше 10 А) одержують шар до 0,5 мм, а при м'яких режимах (струм до 1 А) — до 0,2 мм Товщина шару обмежується через окислення й азотування. У середовищі захисних газів, шар можна отримати в 2-3 рази більший. Процес ведеться вручну або механізований. Спосіб ефективний для нарощування шліців, з'єднань шпон, відновлення натягу пресових з'єднань і особливо громіздких і складних за формою деталей. Недоліком являється відносно низькі продуктивність і чистота поверхні після нарощування.

Металізація

Сутність нарощування деталей металізацією (напиленням) полягає в тому, що метал, розплавлений в металізаторі, розпиляється струменем стислого повітря або інертного газу до найдрібніших частинок (1,5-10 мкм) і зі швидкістю 100-200 м/с наноситься на заздалегідь підготовлену шорстку поверхню відновлюваної деталі. Металізація застосовується для нарощування плоских поверхонь, і деталей класу «вал», а також для заповнення різних поглиблень, що виникають від місцевого зношування, ударів тощо.

Технологічний процес нарощування металізацією включає підготовку поверхні деталі, нанесення металізованого шару й обробку деталі після металізації.

Підготовка поверхні полягає в наданні їй шорсткості і потім обезжиренні.

Залежно від вживаного способу плавлення присадного металу, металізацію підрозділяють на газову, електродугову, високочастотну і плазмову. Шар металізації наносять металізаторами.

У газових металізаторах (ТИМ1, МГИ-1-67 тощо) присадний дріт плавлять ацетиленокисневим або воднево-кисневим полум'ям, а в електродугових металізаторах (ЛК або ЕМ) — електричною дугою, утворюваною між двома електродами. У високочастотних металізаторах (МВЧ-1, МВЧ-2, МВЧ-3) плавлення відбувається за рахунок індуктивного нагріву струмом високої частоти, а в плазмових металізаторах (УМП-4-64, УПУ-3 тощо) — плазмою, що утворюється при пропусканні газу, що утворює плазму, через дуговий розряд, збуджений між двома електродами.

Металізація електродугою має ряд переваг: простота вживаного устаткування, висока продуктивність (від 3 до 14 кг напиленого металу за годину), при використанні, як електроди, дротів з двох різних металів, можна отримати покриття з їх сплаву. До недоліків слід віднести підвищене окислення металу, значне вигоряння легуючих елементів і невисоку твердість покриття.

Газова металізація має в порівнянні з електродуговою ряд переваг: менший угар легуючих елементів дроту (С, Mn, Si), більш дрібне розпилення частинок, меншу пористість напиленого покриття і як наслідок, його кращі механічні властивості. Схема роботи газового металізатора приведена на рисунку 1.46.

Рис. 1.46 – Газовий металізатор: 1 — камера змішувача; 2 — механізм, що подає дріт;

3 — дріт; 4 — корпус; 5 —втулка, що направляє

Високочастотна металізація в порівнянні з електродуговою також має менший угар легуючих елементів дроту, вищу продуктивність, оскільки можна застосовувати дріт більшого діаметра, і в 2 рази зменшену питому витрату електроенергії.

Плазмова металізація вигідно відрізняється від вище приведених способів. Завдяки великій концентрації і нейтральному середовищу теплового потоку, високій швидкості перебігу плазмового струменя і стабільності дугового розряду вдається одержувати покриття з більш однорідною структурою і меншим окисленням при використовуванні різних металів, у тому числі з карбідів і оксидів металів, твердих зносостійких і тугоплавких матеріалів.

Плазма, що утворюється в будь-якому дуговому розряді, є сильно іонізованим і розжареним газом. Газ, що утворює плазму, частіше всього аргон або аргон в суміші з азотом, пропускається через вузький канал З плазмотрону (плазмової головки) (рис. 1.47, а).

У проміжку між електродами (сопло-анод 1 і електрод — катод 2) короткочасним іскровим розрядом збуджується електрична дуга. Починається процес стійкого горіння дуги. Частина газу, що утворює плазму, проходячи через стовп дугового розряду, нагрівається, сильно іонізується і виходить з мідного сопла-анода плазмотрону у вигляді плазмового струменя. Зовнішній шар газу, що омиває стовп дуги, залишається відносно холодним і утворює електричну і теплову ізоляцію між потоком плазми й охолоджуваним каналом сопла-анода. Матеріалом для наконечника мідного неплавкого електроду-катода служить вольфрам з присадкою торію. Температура плазми досягає 10000-30000°С. Плазма характеризується підвищеною електропровідністю і легко піддається дії магнітних полів. Існування плазми підтримується безперервно процесом іонізації, який і створює високу провідність.

Рис. 1.47 – Плазмова металізація деталей: а — плазмотрон; б — схема плазмотрону з незалежною дугою; 1 — сопло-анод; 2 — електрод-катод; 3 — ізолююча прокладка;

4 — плазмовий струмінь

Плазмою можна не тільки металізувати, але й наплавляти, зварювати та різати метали. Присадний матеріал подається в плазмовий струмінь як у вигляді дроту, так і у вигляді порошку. Механічна обробка нарощених поверхонь деталей металізацією ведеться звичайними способами (точінням, шліфуванням тощо).

Переваги нарощування деталей металізацією:

· можливість нанесення шару металу товщиною від 0,003 до 15 мм на будь-який матеріал без небезпеки його перегріву. Температура деталі в процесі металізації не перевищує 70-100°С. Металізувати можна не тільки метали, але і дерево, скло, гіпс тощо;

· отримання достатньо пористого покриття, на якому добре утримується мастило, а значить, підвищується стійкість до зношування.

До числа істотних мінусів металізації слід віднести недостатню міцність зчеплення покриття з поверхнею відновлюваної деталі, велику трудомісткість підготовчих операцій і, нарешті, значні втрати металу в процесі напилення.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: