WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

76 Миколаїв 2004 Вид. № 18. Зам. № 344. Ціна договірна.

Ум. друк. арк. 4,4. Обл.-вид. арк. 4,7. Тираж 200 прим.

Підписано до друку 16.11.04. Формат 6084/16. Папір офсетний.

Коректор Н.О. Шайкіна Комп’ютерна правка та верстка В. Г. Єлесіна Редактор О.В. Нестеровська ДК № 1150 від 12.12.2002 р.

Рекомендовано Методичною радою НУК видавців, виготівників і розповсюджувачів видавничої продукції Свідоцтво про внесення суб'єкта видавничої справи до Державного реєстру Видавництво НУК, 54002, м. Миколаїв, вул. Скороходова, і "Технологія нанесення покриттів" "Фізико-хімічні основи створення покриттів" І "ТЕХНОЛОГІЯ НАНЕСЕННЯ ПОКРИТТІВ" лабораторних робіт з дисциплін "ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ СТВОРЕННЯ ПОКРИТТІВ" ЗБІРНИК ЗБІРНИК ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ДИСЦИПЛІН ШУМОВ Сергій Миколайович О. М. Дубовий, Н. Ю. Лебедєва, С. М. Шумов ЛЕБЕДЄВА Наталія Юріївна ДУБОВИЙ Олександр Миколайович імені адмірала Макарова Національний університет кораблебудування МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 4. Чим задається режим напилення?

5. Які гази використовуються в якості плазмоутворюючих?

6. Як встановлюється режим напилення?

7. Назвіть переваги та недоліки плазмового нанесення по криттів.

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. Дубовой А.Н., Хачатуров Э.Б., Лой С.А. Технология нане сения газотермических порошкових покрытий: Учеб. пособие. – Робота № 1. НАНЕСЕННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ Николаев: НКИ, 1986. – 66 с. СТРУКТУРИ Й ВЛАСТИВОСТЕЙ 2. Кузін О.А., Яцюк Р.А. Металознавство та термічна оброб- ГАЗОПОЛУМЕНЕВИХ ТА ЕЛЕКТРОДУГОВИХ ка металів: Підручник. – Л.: Афіша, 2002. – 304 с. ПОКРИТТІВ 3. Кузнєцов В.Д., Пащенко В.М. Фізико-хімічні основи ство рення покриттів. – К.: Вища школа 1999. – 176 с. Мета роботи: ознайомитися з будовою, принципом роботи 4. Петров С.В., Карп И.Н. Плазменное газовоздушное напы- установок та процесами нанесення газополуменевих і електроду ление. – К.: Наукова думка, 1993. – 496 с. гових покриттів;

дослідити особливості структури та властиво 5. Порошковая металлургия и напыленные покрытия / Под сті газополуменевих і електродугових покриттів.

ред. В.С. Митина. – М.: Металлургия, 1987. – 792 с.

6. Шехтер С.Я., Рехницкий А.М. Наплавка металлов. – М.:

1.1. Теоретичні відомості Машиностроение, 1982. – 71 с.

1.1.1. Загальні відомості Газополуменеві та електродугові покриття за класифікацією і за способом отримання відносяться до газотермічних покриттів.

Газотермічні покриття отримують із нагрітих і прискорених ча стинок порошку або розпиленого компактного матеріалу із за стосуванням високотемпературного газового струменю, при спів ударі яких з основою або напиленим матеріалом формується по криття за рахунок зварювання, адгезії та механічного зчеплення.

Газотермічне напилення покриттів характеризується узагаль неною схемою (рис. 1).

Основні параметри процесу такі: дистанція напилення – L;

конус розпилення – с;

тиск навколишнього середовища – Рс;

кут зустрічі потоку з поверхнею – н;

dн – діаметр плями напилення;

величина перекриття проходів – lп;

температура виробу, на який напилюється покриття, – Тв.

Газотермічне напилення покриттів характеризується також 74 75 © Видавництво НУК, Шумов С.М., © Дубовий О.М., Лебедєва Н.Ю., 74 Рекомендована література................................................

логічних параметрів на їх властивості...................................... ББК 30. мового нанесення покриттів і дослідження впливу техно- УДК 621.792: 621. Робота № 9. Будова та робота установки для плаз 53 "Технологія та устаткування зварювання".

технологічних параметрів на їх властивості..........................

та виготовлення виробів із композиційних матеріалів" та 8. тродугового нанесення покриттів і дослідження впливу Робота № 8. Будова та робота установки для елек- ційні та порошкові матеріали, покриття", 1001 "Конструювання технологічних параметрів напилення на їх властивості......... Призначено для студентів спеціальностей 8.090103 "Компози полуменевого нанесення покриттів і дослідження впливу тів, методами дослідження структури та властивостей покриттів.

ко-хімічними основами створення й технологією нанесення покрит Робота № 7. Будова та робота установки для газо 42 виконання лабораторних робіт, які повязані з методами та фізи кість поверхні та міцність зчеплення..........................................

криттів. Дослідження впливу способу підготовки на шoрст- Подано загальні теоретичні відомості та рекомендації щодо Робота № 6. Підготовка поверхні для напилення по 37 Робота № 5. Гальванічні покриття.........................….....

30 шин дуговим наплавленням........................................................

тів". – Миколаїв: НУК, 2004. – 76 с.

Робота № 4. Відновлення деталей і конструкцій ма 22 основи створення покриттів" і "Технологія нанесення покрит несення на властивості покриттів............................................

криттів і дослідження впливу технологічних параметрів на- Збірник лабораторних робіт з дисциплін "Фізико-хімічні Д куумного конденсаційного напилення (осаджуваня) по- Дубовий О.М., Лебедєва Н.Ю., Шумов С.М.

Робота № 3. Будова та робота установки для ва 14 властивостей плазмових покриттів (4 години).......................... Рецензент канд. техн. наук, проф. Є.Т. Бурдун Робота № 2. Нанесення та дослідження структури й 3 Рекомендовано Методичною радою НУК тів...................................................................................................

властивостей газополуменевих та електродугових покрит Робота № 1. Нанесення та дослідження структури й Д ББК 30. УДК 621.792: 621. ЗМІСТ багатьма технологічними параметрами, які розділяють на такі 9.2. Обладнання, прилади та матеріали групи:

Установка для плазмового напилення покриттів "Київ-7", три– конструктивні параметри розпилюючих пристроїв;

чотири заготовки однакової товщини для нанесення покриттів, параметри, які характеризують режим роботи розпилювача;

примірник каталогу обладнання та описання установки.

параметри, які повязані з матеріалом, що розпилюється;

параметри, які характеризують умови напилення покриттів;

9.3. Порядок виконання роботи параметри струменя при напилюванні покриттів.

Якість покриттів характеризується багатьма показниками. 1. Ознайомитися з будовою та принципом роботи установки Найбільш значимими є показники міцності: адгезійна а і когезій- для плазмового порошкового напилювання покриттів "Київ-7".

на к міцність. Ці показ- 2. Ознайомитись з процесом нанесення плазмових порош ники, в основному, ви- кових покриттів та здобути навички роботи.

значають надійність 3. Дослідити вплив режиму напилення та товщини покриття напилених покриттів. на міцність зчеплення його з основою випробуванням на загин.

При оцінці якості вели ку увагу приділяють 9.4. Порядок оформлення звіту щільності покриттів пк 1. Коротко описати процес та принцип роботи установки для і пов'язаній з нею пори плазмового порошкового напилювання покриттів "Київ-7" та стості П. До складу зарисувати схему.

Pc с критеріїв якості вхо 2. Коротко описати технологію напилення та головні фак дять також шорсткість тори, що впливають на якість покриття.

L поверхні покриттів Rz;

3. Виміряти кут загину зразків, при якому покриття, нанесені рівномірність товщини 3 різними режимами напилення, починають відшаровуватися. Отри пк;

однорідність скла н мані дані занести в таблицю.

4 ду;

макро- та мікро структура. Узагаль- Режим напилювання Товщина покрит нюючим якісним по Склад матеріалу, який напилюєть Розмір частинок Сила струму, А казником покриттів є порошку, мкм Витрати газу, Номер зразка напилювння, lп lп експлуатаційні вла Кут загину dн Напруга, В Дистанція стивості.

Ефективність ви тя, мм Рис. 1. Узагальнена схема процесу газо м3/с користання енергії для мм ся термічного напилення покриттів:

розпилення матеріалу 1 – генератор часток;

2 – струмінь;

3 – напилене визначають відношен покриття;

4 – виріб з покриттям 4. Подати висновки щодо режимів напилення.

ням зміни ентальпії по току напилених часток Hн.ч до загальних витрат енергії Wе:

9.5. Контрольні питання Н н.ч е.р =, 1. Які покриття наносять на установці плазмового напилення We "Київ-7"?

де е.р – енергетичний ККД процесу розпилення. 2. З яких основних блоків складається установка?

При напилюванні тільки частина потоку часток переходить у 3. Принцип роботи установки.

7 На виході із нього суміш підпалюється і утворює факел газового середовищ, визначеному коефіцієнтом.

Горючий газ і кисень (рідко повітря) подається до сопла 1. здійснюватися в окисному, відновлювальному або нейтральному показана на рис. 3. плазмоутворюючій суміші напилення порошкових матеріалів може Узагальнена схема процесу газополуменевого нанесення У залежності від співвідношення повітря та природного газу в Технологічні особливості газополуменевого напилення покриттів ваних на торцевій частині кришки.

режимі здійснюється за допомогою упору та гвинта, розташо інший, а також заміна зношених вкладок при роботі на одному а – нормальне полум'я;

б – відновлювальне;

в – окислювальне Заміна однієї вкладки іншою при переході з одного режиму на ділу температури в зонах:

Рис. 2. Форма, будова ацетилено-кисневого полум'я та діаграма розпо- ного каналу 8 мм.

міші (газу). При цьому встановлюється вкладка з отвором вихід кових матеріалів витрачається 6...14 м3/г плазмоутворюючої су 300 При напиленні відносно легкоплавких металічних порош lп в 1000 дає 5...6 м3/г, а вкладка виконана з отвором 12 мм.

температурній зоні, витрата плазмоутворюючої суміші (газу) скла тура нагрівання яких лімітується часом перебування у високо б При напиленні тугоплавких порошкових матеріалів, темпера Т, С (1,5...2,0)/lп о (основа сопла) і вкладки (формуюче сопло).

Соплова частина напилюваного блоку складається з аноду а гами порошків з різними теплофізичними властивостями.

маних покриттів. Установка розрахована на напилення широкої 13 3 мені при різних їх витратах, можна керувати властивостями отри бутану, змінюючи співвідношення цих газів у плазмовому стру річ.

При роботі з сумішшю повітря та природного газу або пропан окислює і не відновлює метали, досить складна і малоймовірна повітря з граничними вуглеводнями.

трального полум'я, яке при даному складі, температурі й тиску не ріалів у плазмовому струмені інертних, активних газів і суміші лює метал, а насичує його вуглецем. Отримання теоретично ней Установка дозволяє наносити покриття з порошкових мате а відновлювальне (полум'я із надлишком ацетилену) – не віднов шару, напилюваного за один раз, складала не більше 200 мкм.

нейтральне полум'я ( = 1,1...1,2) інтенсивно протидіє окисленню, люваної поверхні потрібно вибирати таким чином, щоб товщина нормальне, окислювальне та відновлювальне. Але практично, Швидкість переміщення плазмотрона по відношенню до напи Полум'я суміші ацетилену та кисню прийнято поділяти на 290...300 мм.

(рис. 2).

повинна складати 240...280 мм, за відсутності охолодження – тури полум'я. На 3-й стадії (факел) іде зниження температури дженні напилюваної поверхні повітрям дистанція напилення ператури займання до максимальної (близько 3150 °С) темпера При роботі з сумішшю повітря та природного газу і охоло (середня зона полум'я) температура різко підвищується від тем вується супутнє охолодження виробу повітряним струменем.

ядрі полум'я, іде підвищення температури займання. На 2-й стадії результаті нагріву виробу плазмовим струменем, використо ною температурного стану суміші. На 1-й стадії, яка проходить у Для зменшення залишкових напруг у покриттях, що виникають у Наведені стадії процесу горіння характеризуються також змі ної до напилюваної поверхні, повинен знаходиться в межах 60...90о.

редовища.

Кут напилення, тобто кут між віссю струму плазми й дотич із вторинним киснем, тобто за рахунок кисню навколишнього се відстань від плазмотрона до напилюваної поверхні, мм 290...300 покриття. Для оцінки втрат матеріалу, що розпорошується, діаметр формуючого сопла, мм 8 застосовують коефіцієнт використання матеріалу розміри напилюваних частинок, мкм 40... Gн тиск газу, кгс/см2 2,3...2,9, Kм = Gp 9.1.5. Контроль роботи, регулювання і налагодження де Gн, Gр, – відповідно маси напиленого та розпиленого матеріалу.

Контроль роботи здійснюється візуально по пристроям, встанов- З урахуванням Kм енергетичний ККД процесу напилення запи шеться так:

леним на пульті блоку керування.

Н н.ч Величина робочого струму та напруги контролюється ампер- e.н. = Kм.

We метром А і вольтметром V3, розташованими на модулі газу. Регу лювання величини струму виконується резистором R37, встанов- У залежності від методу напилення е.р, е.н та Kм знаходяться леним там же. в широких межах – від сотих часток до десятих часток.

Робочий струм і напруга (діапазон) задається технологічним Продуктивність процесу напилення є найважливішим показ процесом напилення. ником ефективності. В основному вона залежить від величини Вольтметр V3 застосовується також для контролю напруги енергії, що подається, а також значень е.р і Kм. Продуктивність холостого ходу. напилення оцінюють ваговим методом чи по товщині покриттів.

Кількість проходів напилення контролюється світлодіодами, розташованими на блоці задатчиків. 1.1.2. Нанесення газополуменевих покриттів Швидкість обертання приводів живильників контролюється Джерело енергії вольтметрами V1 і V2, розташованими на передній панелі модуля транспортуючих газів.

Газополуменевий струмінь. Як джерело енергії для нагрівання При налагоджувальному режимі швидкість обертання при та прискорення частинок матеріалу, який утворює покриття, най водів регулюється відповідно резисторами R14 і R25, встановленими частіше використовується енергія горіння газів і пари рідких па на модулі транспортуючого газу.

лив у суміші з киснем або повітрям. Переважно застосовуються Тиск горючого газу вимірюється манометром М1 (33), витрати – вуглеводневі гази типу СnНm або їх суміш, і найбільш розпов ротаметром Р1. Вентилем ВГ1 (34) регулюється витрата горючого сюджений серед них – ацетилен (С2Н2). Основні властивості го газу, контроль тиску якого здійснюється датчиком тиску. Всі ці рючих газів наведені в табл. 1.

прилади знаходяться в модулі горючого газу.

Повне згорання ацетилену іде за реакцією Тиск плазмоутворюючого газу вимірюється манометром М2 (14), С2Н2 + 2,5О2 = 2СО2 + Н2О + Q.

витрата – ротаметром Р2. Вентилем ВГ2 (12) регулюється витрата газу, контроль тиску якого здійснюється датчиком тиску. Всі ці Теплота реакції згорання ацетилену Q складається з теплоти прилади знаходяться в модулі плазмоутворюючих газів. реакції екзотермічного розпаду ацетилену та суми теплот пер Вимірювання тиску транспортуючого газу в першому каналі винних реакцій згорання вуглецю та водню. Значення теплотвор ної здатності наведене в табл. 1. Процес горіння ацетилену має та регулювання його витрати здійснюється манометром М3 (10) і декілька стадій. Стадія підготовки пального до згорання харак вентилем ВГ3 (20). Вимірювання тиску транспортуючого газу у терна наявністю пірогенного (теплового) розкладання ацетилену другому каналі та регулювання його витрати здійснюється ма в рівновазі з киснем, який протікає в ядрі полум'я. Пірогенне роз нометром М4 (19) і вентилем ВГ4, контроль тиску якого здійснюється кладання виникає внаслідок обмеженої теплової стійкості вугле датчиком тиску. Всі ці прилади знаходяться у модулі тран воднів. Пальне розкладається на складові елементи: вуглець і спортуючого газу.

72 71 ня ацетилену в кінцеві продукти СО2 і H2O. Процес догорання іде 2, витрата транспортуючого газу (повітря), м3/г ризується процесом окислення продуктів пірогенного розкладан 1,4...1, природного газу, м3/г Стадія догорання проходить в зоні факела полум'я і характе 8,5...9, повітря, м3/г стадію активного окислення і є процесом горіння.

витрата газу (суміші повітря з природним газом), у тому числі:

лого газу СО2 і водяної пари H2О. Момент переходу процесу в 290... робочий струм, А теризується процесом активного окислення СО і Н2 до вуглекис 245... робоча напруга, В Стадія займання проходить в середній зоні полум'я та харак При напиленні металічних порошків:

де Vк – обєм кисню, м3;

Vа – об'єм ацетилену, м3.

40... розміри напилюваних частинок окису алюмінію, мкм діаметр формуючого сопла, мм Vа = к = 1,15...1,20, 2,2...2, тиск газу, кгс/см V 280... відстань від плазмотрона до напилюваної поверхні, мм 2, витрата транспортуючого газу (повітря), м3/г люється трохи більшим за одиницю:

0,3...0, природного газу, м3/г дить із пальника, співвідношення кисню й ацетилену встанов 4,8...5, повітря, м3/г горючої суміші і через деяку забрудненість кисню, який надхо витрата газу (суміші повітря з природним газом),у тому числі: кість водню згорає із утворенням водяної пари за рахунок кисню 295... робочий струм, А називається нормальним. Практично через те, що невелика кіль 210... робоча напруга, В бен один об'єм кисню. Полум'я з таким складом газової суміші Для пірогенного розкладання на один об'єм ацетилену потрі При напиленні оксиду алюмінію ГА85:

керамічних матеріалів і металічних порошків. 2400...2500 Бутан 3,5...4,0 – 116760 2, Нижче наведені параметри процесу напилення тугоплавких 3,5...4,0 3,7 2700...2800 87360 1,88 Пропан > 1 середовище окисне, при < 1 – середовище відновлювальне.

газ 1,0…1,5 3,1...3,3 0,68...0,90 31500...37800 2000... При = 1 середовище в плазмовому струмені нейтральне, при Природний змішувач перед плазмотроном, м3/г.

мотроном, м3/г;

п-б – кількість пропан-бутану, що надходить у Метан СН 2,0 3,3 2400 33600 0, де п – кількість повітря, що надходить у змішувач перед плаз- Водень Н 0,40 8,9 2100 10080 0, 1,15 13,5 3100...3200 52920 1,09 Ацетилен С п-б лум'ї у нормальному по кисню до пального Співвідношення = 0, лум'я, м/с всюдження по Швидкість розпо нем, °С лум'я суміші із кис Температура по 0,1 МПа), кДж/м ність ( 20 оС, Теплотворна здат і 0,1 МПа, кг/м Густина при 20 o C, п пального Для роботи на повітрі з пропан-бутаном Вид у змішувач перед плазмотроном, м3/г.

мотроном, м3/г;

пр.газ – кількість природного газу, що надходить де п – кількість повітря, що надходить у змішувач перед плаз пр.газ Таблиця 1. Властивості горючих газів = 0,, п ється первинним, є СО і Н2.

тилену за наявності кисню, який надходить із пальника і назива водень (С і Н2). Кінцевим продуктом пірогенного розкладання аце Для роботи на повітрі з природним газом Натиснути кнопку КН6, при цьому запалюється дуга в пла полумя 2. Порошок за допомогою транспортуючого газу змотроні й струм плавно наростає до номінального.

(здебільшого це повітря) подається вздовж осі газополуменевого При досягненні струмом номінального значення в плазмотрон струменя. Частинки порошку взаємодіють з газовою фазою, яка подається горючий газ (пропан-бутан, природний газ) і порошок.

складається з горючих газів, продуктів їх згорання та дисоціації При необхідності перевірки роботи плазмотрона без подачі кисню і повітря. Газополуменевий струмінь нагріває та приско порошка тумблерами В4, В5 відключити дозатори.

рює частинки порошку. При цьому формується газопорошковий Вентилем ВГ1 (3, 4) встановити витрату горючого газу, по струмінь, який утворює покриття 3 на виробі 4. Матеріал, що трібну для заданого технологічного процесу. Витрату контролю напилюється, надходить на поверхню основи у вигляді потоку рід вати по ротаметру Р1.

ких крапель або обплавлених пластичних частинок;

вони ударя Резистором R37 встановити необхідну величину робочого струму.

ються об неї і закріпляються за рахунок зварювання та механіч Тривалість роботи плазмотрона при перевірках 3...5 хв.

ного зчеплення, утворюючи покриття.

Для припинення роботи на тривалий термін необхідно вилу чити порошок із живильників, злити воду зі всієї системи та про Порошок дути її повітрям, відєднати систему газоживлення та заглушити 100...250 мм газові магістралі, відєднати джерело електроживлення від мережі.

9.1.4. Технологія нанесення покриттів Транспорту- Для підвищення адгезійної міцності покриття напилювану ючий газ поверхню піддають абразивно-струменевій обробці.

При нанесенні покриттів на деталі з матеріалів, схильних до корозії, у якості абразиву можна рекомендувати подрібнений Кисень + білий чавун Д4К1 або Д4К1,5.

Горючий газ Присутність парів масел у стиснутому повітрі при абразив но-струменевій обробці неприпустима.

3 При нанесенні покриттів на корозійностійкі деталі, що працю ють в умовах корозії, використання Д4К неприпустиме, оскільки залишені на поверхні деталі частинки чавуну викликають коро зію. У якості абразиву для всіх типів деталей можна рекоменду Рис. 3. Схема газополуменевого напилення порошкового матеріалу вати електрокорунд зернистістю 30...100 мкм зa ТУ 2–036–297–76.

Установки газополуменевого напилення включають наступ Абразивну обробку треба проводити не раніше ніж за чотири ні основні елементи (рис. 4): газополуменевий пальник для розпи- години до напилення. Рекомендується підігрівати поверхню перед лення порошку 1 чи дроту (прутка) 2 і нанесення покриття;

при- напиленням до температури 150 оС.

стрій подачі напилювального матеріалу в газове полум'я (для на- Для отримання якісних покриттів тривалі перерви (більше пилення порошків – це порошковий дозатор 3, а для дроту – трьох годин) при напилюванні однієї деталі неприпустимі. Однак бухта 4, механізм подачі дроту або прутка – це повітряна турбіна для отримання покриттів товщиною більше 3 мм у деяких випад або електродвигун, розташований безпосередньо на пальнику), при- ках рекомендується застосовувати релаксаційні перерви в роботі строї для контролю та керування витратами й тиском газів (ма- з поміщенням деталі у піч з нейтральною атмосферою і темпера нометри та редуктори 6, витратоміри 5), систему подачі газів (га- турою 150...200 оС від 3 до 24 год.

зові балони 11, шланги 12, компресор для подачі стиснутого пові- Будь-які забруднення обробленої під напилення поверхні тря 10, ресивер 8, осушувач 7, теплообмінник 9 ). Осушувач і теп- неприпустимі.

8 11 * Модулі МГЕТ, МЗП, МЕП відносяться до блоку подачі порошків.

1 – анод;

2 – катод матеріалу в електрометалізаторі: включає в себе два живильники з редукторами й електродвигунами.

Рис. 7. Процес розплавлення напиленного МЖ призначений для подачі порошка до плазмотрону. Він керування);

МЗП (у пульті керування);

МЕП (у пульті керування).

стиснутого повітря Блок складається з таких модулів: МЖ (на стояку);

МГЕТ (у пульті (дроту);

3 – місце подачі теріалів у автоматичному режимі за раніше заданою програмою.

напиленного матеріалу ванням і дозуванням одного чи двох різнорідних порошкових ма 1 – насадка;

2 – місце вводу Блок подавання порошків призначений для керування пода вого напилення:

середовища.

Рис. 6. Схема електродуго передачі до плазмотрона електричного струму й охолоджуючого покупний виріб "Пристрій підпалення дуги". МК призначений для 2 роні і являє собою конструкцію, зібрану на шасі, на якій встановлено кових живильників. МПД забезпечує збудження дуги в плазмот МЕП призначений для плавної зміни продуктивності порош лення плазмової дуги.

1 від заданого тиску датчик спрацьовує і відключає ланцюг жив 2 ру. Датчик тиску контролює встановлений тиск. При відхиленні плазмотрон. Витрата газу встановлюється вентилем по ротамет аметром 1,5...3,2 мм), між кінцями яких збуджується електрична змішуючись з природним газом (пропан-бутаном), подається у канали у електрометалізатор безперервно подають два дроти (ді- електропневмоклапані через ротаметр надходить у змішувач, де, який напилюється, використовується електрична дуга. Через два Плазмоутворюючий газ із мережі (балону) при відкритому Як джерело енергії для нагрівання та подрібнення матеріалу, подавання, регулювання та контролю газу (повітря, азоту).

рис. 6, 7. Модуль газоелектричний горючого газу призначений для Принципова схема електродугового напилення показана на Усі модулі є елементами блоку (пульта) керування.

модуля горючого газу 30 (МГГ).

1.1.3. Електродугове напилення колекторного модуля 1 (МК);

модуля підпалення дуги 2 (МПД);

а міцність зчеплення з основою близько 30 МПа.

модуля електроприводів 3 (МЕП)*;

Газополуменеві покриття мають відкриту пористість до 10...15 %, ників 4 (МЗП)*;

нистими включеннями і мікропорожнинами – порами.

модуля задавання програми зміни продуктивності живиль ном, масою неминуче веде до характерної лускатої будови із зер (МГЕТ)*;

частинок із різною температурою, швидкістю, агрегатним ста модуля газоелектричного транспортуючого газу Утворення покриття послідовним укладанням великої кількості (МГЕП)*;

ператури та швидкості частинок матеріалу по перерізу потоку.

модуля газоелектричного плазмоутворюючого газу пляму, є неоднорідною внаслідок нерівномірності розподілу тем Блок керування (див рис. 28) складається з таких модулів:

один прохід, або "гірку", яка отримується напиленням у нерухому Будова та робота складових частин установки розпилення, удару й твердіння. Будова шару, який формується за алу та дисперсна частинка матеріалу в кінцевому стані – після розігрів та розгін напилюваних порошкових матеріалів.

ментів: основа, на яку наносять покриття, напилений шар матері- у теплову у вигляді плазмового струменя, в якому відбувається Трьом типам границь відповідають три типи структурних еле- Плазмотрон призначений для перетворення електричної енергії МГГ являє собою стояк з основою, на якому змонтовані лообмінник можуть бути встановлені на магістралі стиснутого арматура, вузли та прилади подавання, регулювання та контролю повітря з метою видалення вологи й мастила з повітря.

горючого газу (пропан-бутану, природного газу).

Горючий газ (пропан-бутан, природний газ) із балону (мережі) при відкритому електромагнітному клапані через ротаметр над ходить до змішувача, де, змішуючись з повітрям, подається в плаз- 8 7 6 5 мотрон. Витрати газу встановлюються вентилем по ротаметру.

Датчик тиску контролює необхідний тиск. При відхиленні від заданого тиску датчик спрацьовує і відключає ланцюг живлення плазмової дуги.

9.1.3. Порядок роботи на установці "Київ-7" Увімкніть вентиляцію робочого місця. Перевірте роботу бло ку порошкових живильників і спрацьовування клапанів, блоку 10 вань і органів керування щодо наявності сигналів готовності бло ків до роботи (по запалюванню сигнальних ламп). Для перевірки Рис. 4. Схема установки для газополуменевого напилення покриттів необхідно виконати таку послідовність дій:

із порошків або прутків увімкнути автомат на БЕП, при цьому повинна загорітися Параметри, що характеризують зовнішні умови напилення.

лампочка 15 (Л8 );

Для газополуменевого процесу це, насамперед, дистанція напи натиснути кнопку КН1, при цьому повинна загорітися лам почка 7 (Л1);

лення. Вплив цього параметра аналогічний іншим методам газо установити тумблер В1 у положення "Вкл.", при цьому повин- термічного напилення та складає 100...200 мм.

но спрацювати блокування і загорітися лампочка 15 (Л3 ). Параметри струменя і потоку напилених часток. Максималь Тумблерами В4, В5 увімкнути живильники, які в ручному ре- на температура полум'я поблизу зрізу сопла складає 3273...3473 К і жимі керуються потенціометрами R14, R25. залежить, в основному, від роду горючого газу та величини.

За манометрами М3, М4 встановити потрібний тиск транспор Швидкість газополуменевих струменів складає 150...300 м/с і ви туючого газу.

значається витратою горючого газу, значеннями і профілюван Для набору програми роботи живильника необхідно нати ням сопла. У ряді випадків досягається надзвукова швидкість ви снути кнопку КН3 і відповідними резисторами встановити потріб тікання. Склад газового полум'я, в основному, визначається зна ну продуктивність живильників.

ченнями.

Після набору програми роботи живильників тумблер В Зміна температури, ентальпії, швидкості та складу по осі стру установити в положення "Выкл."

меня й у перетинах аналогічна плазмовим струменям.

Установити тумблери В2 і В3 в положення "Вкл."

Довжина високотемпературної частини газополуменевого Установити тумблер В7 і перемикач В6 в положення "Ручной".

струменя залежить від роду горючого газу, його витрати й. Для Натиснути кнопку КН4, при цьому вмикаються електрома ацетилену та пропанбутанової суміші тривалість нагрівання скла гнітні клапани, повинні спрацювати блокування і загорітися лам дає 70...150 мм. Верхня межа відноситься до максимальних витрат почки Л3, Л4, Л5.

горючого газу й оптимальних значень.

Вентилем ВГ 2 (1, 2) встановити витрату повітря (газу), по Температура напилюваних часток при порошкових способах трібну для заданого технологічного процесу. Витрати контролю напилення не перевищує 2473 К. Дротове напилення може забез вати за ротаметром Р2.

68 67 ється приварювання частинки ників за заданою програмою.

3 – межа між частинками;

Dх – діаметр ділянки контакту, на якій відбува чений для забезпечення дозованого подавання порошків з живиль- 1 – межа між покриттям і основою;

2 – межа між шарами покриття;

МЗП програми зміни продуктивності живильників призна- Рис. 5. Схема структури покриттів:

та розриває ланцюг живлення плазмової дуги.

Dx тор тиск. При відхиленні від заданого тиску датчик спрацьовує метра. Датчик тиску контролює установлений на вході в колек Витрати газів встановлюються вентилями за показниками мано подільник поділяється на два потоки для подачі до живильників.

Газ із мережі при відкритому електропневмоклапані через роз ника.

ючого газу та його подавання в один або два порошкових живиль МГЕТ призначений для регулювання, контролю транспорту кової суміші.

ня через ніпель газопорош для приймання та виведен- ніпелем;

13 – шнек;

14 – лопатки нижні Dx газу. У днищі бачка є лійка 10 – підвіска;

11 – стовпчик;

12 – лійка з рис. 5.

вання транспортуючого 8 – клапан запобіжний;

9 – валик ротора;

Схематична структура газотермічних покриттів зображена на лачкова;

6 – редуктор;

7 – електродвигун;

пана здійснюється пода- 3 – лопатки верхні;

4 – кришка;

5 – муфта ку покриттів ковий штуцер корпусу кла- 1 – бачок живильника;

2 – днище знімне;

Особливості структури та властивостей газополуменевих (0,5 кгс/см2). Через додат- Рис. 29. Живильник:

в бачку більше 50 кПа матеріалу (КВМ) при дротовому розпиленні.

14 ється при підвищенні тиску 12 рогого устаткування;

високі значення коефіцієнта використання клапаном, котрий відкрива До переваг методу належать: наявність нескладного та недо обладнаний запобіжним значення енергетичного ККД нагрівання частинок порошку.

трикові запори. Бачок 2 покриттів при напилюванні ряду порошкових матеріалів;

низькі обичайки, що має ексцен- 3 з металевими і металоподібними матеріалами;

невисока якість могою спеціальної накидної матеріалами;

наявність у струмені активних газів, взаємодіючих люється на бачку за допо процесу, особливо при порошковому напилюванні тугоплавкими Прозора кришка закріп- До недоліків методу варто віднести: невисоку продуктивність ності порошка в бачку. 45 2473 К, при дротовому напилюванні – 2973 К.

зручності перевірки наяв- ні температура матеріалу, що розпиляється, обмежена, приблизно прозорого оргскла, з метою нанесення тугоплавких матеріалів. При порошковому напилюван кришкою, виготовленою з кових і дротових матеріалів. Цей метод не забезпечує можливість 5 л щільно закривається 6 покриттів різного призначення за допомогою розпилення порош ліндричної форми ємністю Газополуменеве напилення використовується для нанесення Бачок живильника ци- складає 103...105 ч./(ссм2).

ючого газу, приводу з кулачковою муфтою. жах 20...100 м/с і вище. Щільність потоку напилюваних часток бачка, механізму переміщення порошка, системи транспорту- Швидкість часток поблизу поверхні напилення знаходиться в ме Живильник (рис. 29) складається з таких основних вузлів: печити частки з більш високою температурою порядку 2973 К.

Вид ззаду дуга та здійснюється розплавлення дроту. Розплавлений метал підхоплюється струменем стиснутого повітря, яке витікає із цен- 38 39 18 19 30 31 15 16 17 трального сопла електрометалізатора, і у дрібнорозплавленому 20 вигляді переноситься на поверхню основного матеріалу. Розпи 21 11 лення та транспортування розплавленого металу здійснюється повітрям, хоча при напилюванні корозійностійких сталей і алюмі- нієвих сплавів використовують азот. 8 На рис. 7 наведена схема розплавлення електродного дроту 24 7 при напилюванні та перенесенні частинок розплавленого металу повітряним струменем. Температура дуги залежить від виду газу, складу електродного дроту, режимів напилення та інших пара- метрів. При використанні металевих електродів і силі струму 3 280 А досягається температура приблизно 6100 ± 200 К. При такій температурі легше утворюється крапля матеріалу, що напилю- ється. Електродугове напилення має ряд переваг. Застосування потужних електрометалізаційних установок дозволяє значно під- 56 55 54 53 52 51 вищити продуктивність процесу та скоротити витрати часу. Наприклад, при силі струму 750 А можна напилювати стальне Рис. 28. Блок керування установки "Київ-7":

покриття з продуктивністю 36 кг/год, а при силі струму 500 А – 1 – модуль колекторний;

2 – модуль підпалення дуги;

3 – модуль eлектроприводів;

цинкове покриття з продуктивністю 1,2 кг/хв, що у декілька разів 4 – модуль задатчиків;

5 – кнопка "Вкл." (КН1);

6 – перемикач роботи живильників (В6);

7 – сигнальна лампа (Л1);

8 – кнопка "Ручной режим" (КН4);

9 – резистор (R37) перевищує продуктивність газополуменевого напилення. У регулювання робочого струму;

10 – тумблер (В7) вмикання води;

11 – амперметр;

порівнянні з газополуменевим напиленням електрометалізація до- 12 – вентиль подавання газу;

13 – тумблери вмикання плазмоутворюючих газів;

зволяє отримати більш міцне покриття, яке краще зєднується з 14 – манометр плазмоутворюючого газу (М2);

15 – сигнальні лампи;

16 – модуль газоелектричний плазмоутворюючого газу;

17 – модуль газоелектричний транс основою. При використанні в якості електродів дротів із двох різ портуючого газу;

18 – лічильник кількості вмикань;

19 – манометри транспор норідних металів можна отримати покриття із їх сплаву. Такі спла- туючого газу (М 3, М 4 );

20 – вентилі подавання транспортуючого газу;

ви називають псевдосплавами. Експлуатаційні витрати при 21 – тумблер вмикання газоводопостачання в налагоджувальному режимі (В1);

22 – вольтметри (V1, V2, V3);

23 – тумблери увімкнення живильників (В4, В5);

електродуговому напилюванні невеликі.

24 – резистори (R14, R25) регулювання витрати живильників у ручному режимі;

До недоліків електродугового напилення відносяться можли- 25 – кнопка "Стоп" (КН5);

26 – кнопка "Пуск" (КН6);

27 – кнопка "Выкл." (КН2);

вість перегрівання та окислення матеріалу, який напилюється при 28 – кнопка перемикання проходів при налагодженні (КН3);

29 – перемикач числа проходів зі світловою індикацією (В8);

30 – модуль горючого газу;

31 – ротаметр малих швидкостях подачі дроту. Крім того, велика кількість те (Р1);

32 – сигнальна лампа;

33 – манометр горючого газу;

34 – вентиль подачі горю плоти, яка виділяється при горінні електричної дуги, призводить чого газу;

35 – штуцер підведення горючого газу;

36 – затвор ЗСУ-5;

37 – рознім до значного вигорання легуючих елементів, які входять до спла- підключення електроживлення;

38 – штуцер підведення транспортуючего газу;

39 – штуцери для подачі газу в порошкові живильники;

40 – штуцер підведення ву, що напилюється (наприклад, вміст вуглецю у покритті змен плазмоутворюючого газу;

41 – штуцер подачі плазмоутворюючого газу в плазмо шується на 40...60 %, а силіцію і марганцю – на 10...15 %). трон;

42 – ротаметр (Р2);

43 – запобіжники;

44 – рознім підключення модуля паль ного газу;

45 – рознім підключення блока подачі порошків;

46 – рознім підключен ня до напівавтомата;

47 – рознім підключення джерела струму;

48 – рознім "Источ 1.2. Установки, прилади та матеріали ник" (чергова дуга);

49 – заземлення;

50 – вхід води;

51 – рознім "Плазмотрон" (чергова дуга);

52 – вхід води до катоду (–);

53 – підключення силового кабеля від Для виконання роботи використовуються: установка для джерела (–);

54 – підключення силового кабеля від джерела (+);

55 – вихід води з газополуменевого порошкового напилення покриттів типу Л5405А, аноду (+);

56 – вихід води з катоду (–);

57 – вихід води на злив;

58 – вхід води до аноду (+) 12 13 лення. бутану.

2. Назвіть основні параметри процесу газотермічного напи- подавання та вимірювання витрат природного газу або пропан покриттів. Модуль горючих газів 30 (див. рис. 28), призначений для 1. Дайте характеристику процесу нанесення газотермічних заданою програмою.

матеріалів у ручному та автоматичному режимах за заздалегідь 1.5. Контрольні питання подавання та дозування одного чи двох різнорідних порошкових Блок подавання порошків 4 (див. рис. 27) призначений для рення газополуменевих та електродугових покриттів.

плазмоутворюючих газів і охолоджувального середовища.

4. Подати висновки щодо фізико-хімічних особливостей ство а також для передавання до плазмотрона електричного живлення, візуального спостереження та регулювання параметрів режиму, отримання вання ності плазмової апаратури, пуску та зупинки процесів напилення, дість мкм мікроструктури ливості Склад форму- Блок керування (рис. 28) призначений для контролю готов Твер- Товщина, Особливості Особ- Метод автомата;

8 – вхід та злив охолоджувальної води мікроструктури покриттів оформити у вигляді таблиці.

6 – комплект кабелів та шлангів;

7 – кабель підключення до напів 3. Отримані дані щодо товщини, твердості й особливостей рючого газу;

4 – блок подавання порошків;

5 – блок плазмотрона;

зразків з покриттями. 1 – блок електроживлення;

2 – блок (пульт) керування;

3 – модуль го 2. Зарисувати схеми й описати мікроструктуру досліджених Рис. 27. Загальний вигляд установки "Київ-7":

газополуменевих та електродугових покриттів.

1. Коротко описати процеси та зарисувати схеми напилення 1.4. Порядок оформлення звіту 380 V 5. Визначити твердість (мікротвердість) покриттів.

200-кратному збільшенні шляхом не менше як трьох вимірювань.

4. Визначити товщину покриття металографічним методом при полуменевих та електродугових покриттів.

3. Дослідити особливості макро- та мікроструктури газо електродугового покриттів.

2. Ознайомитися з процесами нанесення газополуменевого й 5 ня покриттів.

для газополуменевого порошкового й електродугового напилен 1. Ознайомитися з будовою та принципом роботи установок Установка "Київ-7" (рис. 27) має блочно-модульну структуру.

кож для наплавлення самофлюсівних твердих сплавів.

1.3. Порядок виконання роботи криттів з порошкових керамічних та металічних матеріалів, а та покриттів.

ється для механізованого напилення одно- і двокомпонентних по макро- та мікрошліфів, каталог обладнання для напилення Установка для плазмового напилення "Київ-7" використову ми, мікротвердомір ПМТ-3 або твердомір типу Вікерса, набір напилення "Київ-7" металографічні мікроскопи МІМ-7 з обєкт- і окулярмікрометра 9.1.2. Будова та принцип роботи установки для плазмового установка для електродугового напилення покриттів КДМ-2, нічні властивості повинна проводитись на понижених режимах з Розміри біля електродних областей невеликі, основну ча обовязковим застосуванням емульсії. стину міжелектродного простору складає плазма. Характерною ознакою плазми є її квазінейтральність, тобто концентрація пози A тивних і негативних часток у плазмі майже однакова і результу 500 I ючий просторовий заряд практично дорівнює нулю. Усі скла U = 30 B дові плазми: іони, електрони, молекули, атоми, світлові кванти – U = 23 B ІV знаходяться в постійній взаємодії.

U = 30 B Рис. 26. Графік ви- Вважають, що переважним механізмом іонізації газу у стовпі U = 25 B значення продуктив- дуги є термічна іонізація. Електрони та іони одержують енергію 300 ності розпилення дроту за рахунок електричного поля, під дією якого виникає спрямова ІІI ІІ 2 мм:

U = 35 B ний рух часток. Подальше зіткнення електронів та іонів з U = 23 B І – алюміній та його спла- нейтральними частками й останніх між собою призводить до під U = 17 B ви;

ІІ – цинк;

ІІІ – моліб- вищення ступеня іонізації.

ден;

ІV – сталь маловугле V Порівняно високий ступінь іонізації обумовлює високу тем цева;

V – цинк для дроту пературу плазми дугового розряду, що складає 4000 °С. Ця тем U = 20 B 2,5 мм пература може бути трохи збільшена шляхом підвищення напруги або сили струму, однак таке використання електричної енергії за звичайних умов спричиняє збільшення обсягу плазми, а не пропорційне зростання її температури.

кг/год кг/год 10 20 30 Інший шлях підвищення температури плазми – обмеження об ласті розряду та збільшення частоти зіштовхування часток дуго вого розряду, що може бути досягнуто наступним чином. Елек 8.2. Обладнання, прилади та матеріали трична дуга оточується оболонкою з газу під високим тиском. Ця Установки для електродугового напилювання покриттів текуча оболонка охолоджує газ у зовнішніх шарах плазми, КДМ-2 та ЕМ-14М, 3–4 заготовки однакової товщини для нане знижуючи тим самим іонізацію і, отже, провідність газу в зов сення покриттів і 6–8 примірників каталогу обладнання та опи- нішній області плазми. Струм дугового розряду прагне скон сання комплексу. центруватися в більш гарячій центральній частині. Це збільшення щільності струму, що може бути названо тепловим ефектом сти 8.3. Порядок виконання роботи скування (тепловий пінч-ефект), призводить до подальшого рос 1. Ознайомитися з будовою та принципом роботи установок ту температури та провідності.

для електродугового напилювання покриттів КДМ-2 та ЕМ-14М. У той момент, коли густина струму в центрі розряду досягає 2. Ознайомитися з процесом нанесення електродугового по- досить великої величини, більш істотним стає другий механізм криття. стискування – магнітний пінч-ефект, що є наслідком взаємного 3. Дослідити вплив режиму та товщини покриття на міцність наближення паралельних струмів у магнітному полі. Під дією зчеплення його з основою випробуванням на загин. магнітного пінч-ефекту заряджені частки плазмового струменя ще більше наближаються одна до одної. Магнітне поле, яке ство 8.4. Порядок оформлення звіту рюється самим потоком плазми, перетискує плазмовий шнур у декількох місцях, згинає та перекручує його. У такий спосіб тем 1. Коротко описати процеси електродугового напилювання пература плазми підвищується до 10000...50000 К.

та зарисувати схему установки.

62 63 Див. п. 1.1. лабораторної роботи № 2. три області: катодну, анодну й область плазми.

складна, однак у першому наближенні його можна поділити на 9.1.1. Загальні відомості тричну дугу постійного струму. Будова дугового розряду досить 9.1. Теоретичні відомості Для отримання плазмового струменя використовують елек знають інтенсивного розкладання.

тів з основою.

ких матеріалів, що у плазмовому струмені не сублімують і не за технологічних параметрів напилення на міцність зчеплення покрит зму, можна наносити покриття практично з усіх відомих тугоплав для плазмового порошкового напилення покриттів;

дослідити вплив прийоми нанесення покриттів цими методами. Застосовуючи пла Мета роботи: вивчити будову та принципи роботи установки плазмовому напилюванні використовують основні технологічні тродугової металізації та газополуменевого напилення, тому при ПАРАМЕТРІВ НАПИЛЕННЯ НА ЇХ ВЛАСТИВОСТІ ке застосування. Плазмове напилення є логічним розвитком елек І ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПЛАЗМОВОГО НАНЕСЕННЯ ПОКРИТТІВ ки своїм технологічним можливостям знаходить найбільш широ Робота № 9. БУДОВА ТА РОБОТА УСТАНОВКИ ДЛЯ Серед методів нанесення покриттів плазмове напилення завдя 2.1. Теоретичні відомості 8. Як визначається продуктивність процесу?

ливості структури та властивості плазмових покриттів.

величини робочого струму?

установки для плазмового нанесення покриттів;

дослідити особ 7. Яким чином продуктивність напилення залежить від Мета роботи: ознайомитися з будовою, принципом роботи 6. Від чого залежить якість електродугового покриття?

5. Принцип роботи апарата ЕМ-14М.

КДМ-2? ПОКРИТТІВ ( 4 години ) 4. З яких основних елементів складається установка СТРУКТУРИ Й ВЛАСТИВОСТЕЙ ПЛАЗМОВИХ 3. Назвіть недоліки електродугового напилення. Робота № 2. НАНЕСЕННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ 2. Назвіть переваги електродугового напилення.

1. Які покриття наносять електродуговим напиленням?

8.5. Контрольні питання напилення покриттів.

10. Проаналізуйте переваги та недоліки електродугового 4. Подати висновки щодо режимів напилювання. дугового напилення покриттів.

9. Визначте та дайте характеристику особливостям електро 8. Дайте характеристику структури газотермічних покриттів.

МПа I, A U, B загину дроту зразка напилення покриттів.

Тиск повітря, Кут Матеріал Номер 7. Проаналізуйте основні особливості газополуменевого Режим полумя за складом суміші ацетилену і кисню?

занести в таблицю. 6. Як відрізняють нормальне, окислювальне та відновлювальне при якому покриття починає відшаровуватися. Отримані дані напилення.

3. Виміряти кут загину зразків, нанесених в різних режимах, 5. Дайте характеристику джерелам енергії газополуменевого визначення продуктивності розпилення дроту. 4. Як визначається КВМ?

режими напилювання щодо різних матеріалів, зарисувати графіки мічного напилення.

2. Коротко описати технологію напилювання, визначити 3. Наведіть основні технологічні параметри процесу газотер Пристрій для отримання плазмового струменя (рис. 8) назива- доступ до них зручний, не слід закладати в розрахунок вибору ється плазмотроном, який, як правило, складається з трьох режиму продуктивність розпилення цинку більше 10...15 кг/год, а основних частин: мідного анода 3, який охолоджується водою, алюмінію – 5...7 кг/год через фізичні можливості людини.

вольфрамового катода 1 та розташованого між ними ізолятора 2.

Таблиця 5. Напруга дуги для напилення різних матеріалів У технології нанесення покриттів найбільш розповсюдженими плазмоутворюючими газами є аргон, азот, водень, гелій та їх Матеріал дроту Інтервал напруг на дузі, В Цинк 17... суміші.

Алюміній та його сплави 23...30 і При нанесенні покриттів плазмою як вихідний матеріал за Сталь 25... стосовується, головним чи 1 Мідь 25... ном, порошок, інколи дріт.

Молібден 27... – Напилений матеріал нагрі Газ вається, плавиться, розпо рошується і сформований У стаціонарних умовах при механізації процесу в розрахунок потік часток направляється можна закладати більш Е у бік підкладки. При ударі високу продуктивність A та деформації відбувається розпилення.

взаємодія часток з поверх- Відстань від точки І ІІ нею підкладки і формуван- плавлення дроту до мета + ня покриття. U = 30 B U = 30 B лізованої поверхні слід U = 25 B Порошок вводять у U = 23 B витримувати в границях плазмовий струмінь. При- 80...120 мм. При механі- ІІІ Рис. 8. Принципова схема плазмотрона чому найбільш поширена зації процесу рекомен- ІV 200 U = 30 B схема подачі порошку – дується застосовувати U = 17 B перпендикулярно або під невеликим кутом назустріч потоку плаз- меншу дистанцію напи- U = 23 B мового струменя на зрізі сопла (рис. 9). З метою підвищення ефек- лювання, оскільки підви тивності нагрівання порошку його вводять у стовп плазмово- щується коефіцієнт ви дугового розряду. При такому введенні порошку потрібне точне користання металу при кг/год конструктивне оформлення плазмового розпилювача й точна під- 10 5 напилюванні.

тримка режиму його роботи. При нанесенні по Якісні покриття з оксиду алюмінію можна одержати при вве- криття необхідно запобі- Рис. 25. Графік визначення продуктив денні порошку в стовп розряду з електричною потужністю розпи- гати нагріванню металі- ності розпилення дроту 1,5...1,6 мм:

лювача 12...15 кВт. При цьому продуктивність напилення досягає зованої поверхні вище І – алюміній та його сплави;

ІІ – сталь мало 2 кг/год, тоді як стандартні розпилювачі для такого процесу вуглецева;

ІІІ – молібден;

ІV – цинк 70...80 оС.

вимагають у 1,5...2,0 раза вищу потужність. Товщина шару при Продуктивність напилення плазмового розпилювача – до нанесенні покриття на плоских поверхнях не повинна перевищу 5 кг/год при напилюванні важких металів і 2...4 кг/год при напи- вати 0,35...0,50 мм. Для тіл обертання при відновленні зношених люванні легких оксидів. Вона залежить від фізико-хімічної харак- поверхонь або при нанесенні антифрикційних покриттів товщина теристики напилюваного матеріалу, роду плазмоутворюючого шару може досягати декількох міліметрів.

газу, потужності розпилювача і т. п. Наступна механічна обробка покриттів через невеликі меха 16 19 тя внаслідок малих об'ємних взаємодій кришці.

криття з підкладкою Рис. 23. Електродуговий металізатор ЕМ-14М міцності зчеплення по ненням матеріалів підкладки та покрит- на ташованого нання та невеликим взаємним проник- Рис. 10. Схема визначення гою гвинта 4, роз 14 пічною дефектністю утвореного зєд- влюють за допомо D d що пояснюється макро- та мікроско- них роликів встано ча від міцності компактного матеріалу, натиснення притиск міцність у місці приварювання ниж- Необхідне зусилля щі їхнього контакту;

альної рукоятки 2.

нання, складає тільки частину всієї пло- за допомогою спеці стками, на яких утворилося міцне з'єд- ження зафіксоване сумарна площа всіх ділянок між ча- ти зачинена і її поло низької міцності покриттів: кришка повинна бу рюються. Перелічимо основні причини цюючому апараті будовою й умовами, за яких вони утво- F ролики 5. При пра міцність покриттів пояснюється їхньою підвісці 3 притискні вищує 10...60 МПа, що на порядок нижче міцності металів. Низька кріплені на коливній Міцність напилених на повітрі металевих покриттів не пере- 16 верхній кришці 1 за ші дані про міцність зчеплення плазмового покриття з підкладкою. 13, 14. На відкидній показана на рис 10. Цей метод дозволяє одержувати найдостовірні- 10 помогою шестерень більш розповсюджених методів визначення міцності зчеплення 9 здійснюється за до лювання циліндричного штифта з бобишки. Схема одного з най Обертання роликів та з бобишки;

витягування конічного штифта з бобишки;

видав ційних втулках 9.

ка, приклеєного до покриття;

витягування циліндричного штиф закріплені на ізоля покриття й термоциклування зразка з покриттям;

відривання зраз Ведучі ролики зразка;

відривання покриття на циліндричному зразку;

прорізання поміняти місцями.

і кількісні оцінки цієї характеристики покриттів: вигин плоского шестірні необхідно покриття з підкладкою, що дозволяють одержувати як якісні, так 6 дроту 2,0...6,5 м/год, 100 МПа. Існує ряд методів визначення міцності зчеплення 1 подавання кість характеристикою покриття. Здебільшого вона не перевищує щоб одержати швид Міцність зчеплення покриття з підкладкою є найважливішою повідає подаванню дроту зі швидкістю 5,5...12,0 м/год. Для того, стях, що набагато перевищують розчинність їх у матеріалах.

швидкості подавання дроту. Положення шестерень на рис. 23 від (10–3 с) покриття можуть сильно насичуватися газами в кілько змінні), за допомогою якого здійснюється ступеневе регулювання часток до підкладки. Незважаючи на невеликий час взаємодії редає обертання на третій ступінь редуктора (13, 14 – шестірні взаємодії його з плазмою та навколишнім середовищем при русі герметичному корпусі. Двоступеневий червячний редуктор пе Газонасичення напиленого матеріалу відбувається в результаті якого (7, 12 – колеса червячні, 8, 11 – червяки), розташовані у частково виділяються з утворенням закритих і відкритих пор.

користовується триступеневий редуктор, два червячні ступені за високої температури гази. У процесі твердіння часток ці гази сягає 35000 об/хв. В електродуговому металізаторі ЕМ-14М ви цьому можуть зберігатися високотемпературні фази та розчинені швидкості обертання. Швидкість обертання самої турбіни до плазмовому напилюванні загартовуються частки матеріалу, при роликів механізму подавання дроту та плавне регулювання їх тів, що мають межі розділу з визначеними властивостями. При Турбінний привід забезпечує безперервне обертання подаючих У реальному покритті можна виділити ряд структурних елемен 8.1.3. Технологія нанесення покриттів У комплект устаткування входять плазмовий розпилювач, дже рело живлення, пульт керування, пристрій для подачі газопорош Технологія нанесення покриттів складається з підготовки кової суміші (бункер постачальник) та ін.

поверхні, нанесення покриття, та, у випадку необхідності, його Плазмове нанесення покриттів наступної обробки. Значення параметрів шорсткості поверхні здійснюють на попередньо підготов виробу, вимоги до термічного напилювання покриття та методи лену поверхню деталі. Поверхню контролю повинні відповідати ГОСТ 9.304–84.

деталі очищають від механічних Підготовка поверхні має на меті вилучити з неї різні забруд- Е Газ забруднень. Вологу й мастило ви нення та окисну плівку, а також додати їй необхідної шорсткості, даляють протиранням ганчіркою, тобто розпилюваний метал (за винятком молібдену та деяких ін змоченою в розчиннику (ацетон, ших) з гладкою поверхнею зчіплюватися не може.

бензин і т. д.), далі деталь піддають Для тіл обертання інколи застосовується підготовка поверхні абразивно-струменевій обробці нарізанням "рваної різьби" ( глибина нарізання та крок різьби (корундом, чавунним чи сталевим 0,8...1,0 мм), накатка, а також нанесення підшарка з молібдену, дробом). Час між підготовкою по алюмідонікелю.

верхні та напиленням повинен бути Підготовлену поверхню слід металізувати не пізніше двох го якомога меншим і не перевищува- Рис. 9. Принципова схема плазмо дин після закінчення підготовки. вого нанесення порошкових ти одну годину, тому що очищена Якість напилюваного покриття та ефективність процесу покриттів поверхня виробу швидко втрачає здебільшого залежить від обраного режиму роботи апарата.

активність і на неї з навколишнього Режим роботи апарата встановлюється оператором у залежності середовища потрапляє волога, пил і т. п., що зменшує міцність від джерела електричного живлення, використовуваного матеріа зчеплення покриття з підкладкою. Покриття, як правило, наносять лу, діаметра дроту, тиску стиснутого повітря. Зі збільшенням ти на поверхню, розташовану перпендикулярно плазмовому стру ску стиснутого повітря на вході в апарат щільність покриття зро меню. Для отримання рівномірного покриття необхідно переміщати стає, підвищується стабільність роботи апарата. Тому для одер розпилювач відносно деталі або навпаки, деталь – відносно роз жання оптимальних результатів необхідно працювати на макси пилювача.

мальному тиску стиснутого повітря (0,5...0,6 МПа/см2). При різ Мінімальна товщина покриття визначається розміром часток ких коливаннях тиску повітря у результаті відбору повітря ін напилювального матеріалу. При плазмовому напилюванні бажане шими споживачами роботи з металізації проводити не треба.

застосування порошку грануляції 40...100 мкм. Якщо викори Напруга встановлюється в залежності від вимог, поставлених до стовувати порошок грануляції 5...20 мкм (порошок повинен при покриття.

цьому мати підвищену сипкість), то можна одержати покриття Коли антикорозійне покриття з цинку й алюмінію працює у мінімальної товщини 15...20 мкм. Верхня межа товщини покриття звичайних умовах, то напилювання слід проводити при можливо практично не обмежена. Однак зі збільшенням товщини покриття меншій напрузі.

в ньому підвищуються внутрішні напруження, що прагнуть Вибір режиму зробити за табл. 5.

Величина робочого струму приблизно пропорційна обраній відірвати покриття від підкладки. Здійснюючи спеціальні заходи продуктивності розпилення. при напилюванні (охолодження покриття, підкладки і т. п.), отри На рис. 25 і 26 наведені графіки для визначення продуктив- мують покриття на плоских поверхнях товщиною 1...2 мм, на ності за робочим струмом. Вибір продуктивності розпилен- тілах обертання – товщиною 20...30 мм.

ня визначається технічною доцільністю. При виконанні робіт При плазмовому напилюванні порошку можна регулювати вручну, коли нанесення покриттів здійснюється на великі поверхні i склад покриття по товщині та по довжині деталі. Для цього поро 60 59 чих пластин по їх поверхні. до підкладки визначають структуру та властивості покриття.

плазмоутворюючими газами й навколишнім середовищем при русі ня башмаків на контактних трубках та переміщення спрямовую дженні часток, а також процеси їхньої фізико-хімічної взаємодії з регулювання положення точки схрещення дротів шляхом обертан Конкретні процеси при ударі, деформації, твердінні й охоло У розпилюючій головці апарата передбачена можливість межах окремих шарів.

частками і підвищеним вмістом оксидних включень, особливо на Рис. 24. Головка розпилююча Таке покриття характеризується розвинутою поверхнею меж між стивостей, неоднорідне в структурному та хімічному відношенні.

рять лускате покриття з анізотропією фізичних і механічних вла 13 12 підкладку. Послідовно накладаючись одна на одну, частки утво A–A зації невеликих (5...100 мкм) часток матеріалу, напиленого на A 6 результаті удару, деформації та надзвичайно швидкої кристалі Плазмове покриття є своєрідним матеріалом, отриманим у пилювачем і виробом, заповнений плазмоутворюючим газом.

захисні соплові насадки, що створюють закритий простір між роз за складом і тиском середовищем. Для цього застосовують також азотуванню, є напилення у вакуумній камері з контрольованим 4 9 10 2 матеріалів, які розкладаються або піддаються окислюванню, 8 дозволяє підвищити якість покриттів, особливо з металів і стині ковпака закріплюється захисний екран 10. щення надійності та стабільності процесу. Одним із способів, що рухаються дроти (не торкаючись кромок отвору). На передній ча- ти, направлені на поліпшення властивостей покриттів, на підви снутого повітря здійснюється через сопло 9. Крізь сопло також В області плазмового нанесення покриттів проводяться робо ходить у внутрішню порожнину ковпака. Витікання потоку сти- теорії газотермічного напилення.

випадку вибирають режим напилення, керуючись положеннями них деталі. Скрізь отвори в передній стінці стиснуте повітря над також від матеріалу та форми виробу для кожного конкретного пак 8, у середині якого розташовані башмаки та змонтовані на криття і т. д. Тому в залежності від напилювального матеріалу, а гвинти 7 утримують скоби. На передню стінку накручують ков поверхні виробу, температурний режим у процесі формування по 13 підтискувальними пружинами 4. На нижній поверхні башмаків та виробу, склад захисного середовища, спосіб підготовки пластин спеціальними вкладками 6. Вкладки вставляють у скоби поверхні виробу, відносна швидкість переміщення розпилювача ки схрещення дротів в центрі 5 їх притискують до спрямовуючих ріалу, швидкість його подачі, відстань від розпилювача до мому дроту. Для одержання міцного контакту та фіксування точ фізико-хімічні властивості та грануляція напилювального мате стини 3 (див. рис. 24), за допомогою яких струм передається рухо лювача, рід і витрата плазмоутворюючого газу, потужність;

вку. На верхній поверхні башмаків закріплені спрямовуючі пла рів (за даними різних авторів, до 60), таких, як конструкція розпи ри, скрізь які проходять дроти, що надходять у розпилюючу голо- Якість покриттів залежить від великого числа змінних факто кріплення розпилюючої головки на корпусі апарата мають отво- випаровуванням.

люючої голівки на корпусі апарата. Болти 6 (див. рис. 23) для за- чий шар можна наносити хімічним осаджуванням, вакуумним башмаки 12. Трубки одночасно служать для закріплення розпи- ви, оточеного шаром другого компонента, що плакує. Плакую На трубках за допомогою клемових затискачів закріплюються ріалів. Звичайно частки таких порошків складаються з ядра осно моведучі шини 11 з припаяними до них контактними трубками 1. напилення, тобто порошків, до складу яких входить кілька мате передній стінці 2 з ізоляційного матеріалу встановлені стру- варіанти отримання композиційних порошків для плазмового На рис. 24 показано улаштування розпилюючої головки. На шок подають із двох бункерів-живильників. Створено технологічні та спряження кристалічних ґраток з різним видом хімічного зв'яз- Споживча потужність при холостому ході, Вт ку, наприклад покриття з оксиду на металі;

Потужність дуги, кВт до велика залишкова напруга, що виникає у напиленому мате- Вага без кабелів, кг ріалі в процесі формування покриття;

Розміри, мм знижена густина покриттів (85...93 %) у порівнянні з густи- Джерело можна експлуатувати при температурах від 263 до ною компактного матеріалу. 313 К при відносній вологості на більше 80 % (при 293 К).

Густина і пористість – основні характеристики покриття, за TIMEЗ-500 обладнаний блоком дистанційного керування 5 (див.

якими можна побічно судити про якість напиленого матеріалу рис. 22). Будова пульту керування 2 забезпечує контроль витрат покриття. Загальноприйнятий спосіб визначення густини та по і тиску стиснутого повітря, очищення повітря від вологи та жиру, ристості покриттів – гідростатичне зважування. Однак через особ блокування електричної схеми комплекта за мінімально припу ливості структури покриття, його малої товщини і т. п. похибка стимими витратами повітря, контроль електричних параметрів при гідростатичному зважуванні зразків може досягати 100 % і дуги (струму та напруги).

більше. Для отримання точних результатів необхідне повніше на На передній панелі пульта керування встановлені дифмано сичення відкритих пор рідини, тому просочення здійснюють у ва метр ДСП-4Сг 6, манометр 7, вольтметр 8, амперметр 9, рукоят куумі. Густину та пористість визначають також металографіч ка потенціометра для регулювання напруги, що подається на дугу, ним методом, припустивши, що усі видимі в полі зору мікроскопа кнопка "Стоп", світлодіод 10, який показує, що навантаження на темні ділянки є порами.

джерело струму перевищує припустиме, світлодіод 11, який си Плазмою можна наносити покриття практично з усіх матеріа лів. Широкі технологічні можливості плазмового напилення обу- гналізує про підключення до джерела струму, тумблер, що бло мовили використання його в різних галузях промисловості й кує увімкнення струму на апарат при відсутності подачі стисну машинобудування. того повітря. Касетний блок 3 може бути встановлений на пульт Призначення й галузі застосування плазмових покриттів: керування або на підлозі на спеціальній підставці. Блок має галь авіація – лопатки газових турбін, цапфи, шасі, гальмові колод- мівний пристрій для підгальмування касет при раптовій зупинці ки, барабани, лопатки компресора, обтічники радіомереж та ін.;

апарата.

космічна техніка – обтічники, теплоізоляція, апарати для кос- Електродуговий металізатор ЕМ-14М може використовува мічних досліджень тощо;

тися як у складі комплекту КДМ-2, так і автономно за наявності машинобудування – напрямлювачі верстатів, прес-форми для відповідного джерела струму та допоміжних пристроїв. Він при лиття під тиском, електронагрівальні елементи печей, напівпо значений для нанесення металевих покриттів із цинку, алюмінію, стійні форми для відливання великих деталей, вимірювальний міді, бронзи, сталі, молібдену та інших металів і сплавів з темпе інструмент, матриці для екструзії тугоплавких металів, рольганги ратурою плавлення не більше 3273 К способом газотермічного для прокатних станів, барабани проміжних пристроїв, крильчатки електродугового напилювання. При механізованому процесі апа насосів для перекачування цукрової барди, елементи машин для рат встановлюють на супорт токарного верстата або інший формування цегли, ножі для подрібнення сировини при виготов пристрій-переміщувач для взаємного відносного руху напилюва ленні харчових продуктів (м'ясорубки, мукомолки і т. п.) та ін.;

ної деталі та металізатора.

металургія – сопла для кисневого дуття, фурми доменних пе Електродуговий металізатор (рис. 23) складається з турбін чей, кристалізатори для установок безупинного розливання сталі, диски електропилок тощо;

ного приводу 17 з індукційним регулятором швидкості подаван транспорт – днища поршнів і поверхня камер згорання, порш- ня, триступневого редуктора, механізму подавання дротів, роз неві кільця, циліндри (гільзи) двигунів, підшипники ковзання, греб- пилюючої головки 15 та повітряного крану 16, який прекриває ні вали, корпуси суден;

подавання повітря до турбінного привода і під ковпачок розпилю матеріалознавство – композиційні матеріали, зміцнені волокном;

ючої головки.

20 21 17...44 Діапазон плавного регулювання напруги, В Товщина покриття, мкм 630 Максимальний струм, А роструктури Особливості Твердість лювання, мм Дистанція напи газу, м3/с моутворюючого Витрати плаз Напруга, В порошку, мкм Розмір частинок який напилюється Склад матеріалу, Сила струму, А 400 Струм при тривалому навантаженні, А 64 Напруга холостого ходу, В Технічна характеристика TIMEЗ-500 є такою:

випрямляч.

Джерело живлення являє собою спеціалізований тиристорний мік ної металізації.

Режим напилення Комплект можна використовувати для ручної та механізова таблиці. поміжний інструмент.

сті й особливостей мікроструктури покриттів оформити у вигляді ЕМ-14М 4, касети, шланги, навушники, окуляри, респіратор, до 3. Отримані дані щодо режиму напилення, товщини, твердо- ня 2 та касетним блоком 3, апарат для електродугової металізації досліджених зразків із покриттями. лення ТІМЕЗ-500 1 з установленим на ньому пультом керуван 2. Зарисувати схеми й описати особливості мікроструктури Комплект КДМ-2 (див. рис. 22) включає в себе джерело жив плазмових порошкових покриттів.

1. Коротко описати процес та зарисувати схему напилення Рівень шуму, дБ, не більше Вага, кг, не більше 2.4. Порядок оформлення звіту Розміри, мм, не більше до Робочий струм, А 5. Визначити твердість покриттів.

17... Робоча напруга дуги, В або за допомогою штангенциркуля.

200-кратному збільшенні шляхом не менше як трьох вимірювань до Споживча потужність, кВт 4. Визначити товщину покриття металографічним методом при до Витрати стиснутого повітря, м3 /год вих порошкових покриттів. 0,5...0, Робочий тиск стиснутого повітря, МПа 3. Дослідити особливості макро- та мікроструктури плазмо- 2... Швидкість постачання дроту, м/хв вих покриттів. 1,5...2, Діаметр розпилюваного дроту, мм 2. Ознайомитися з процесом нанесення плазмових порошко- 0, цинку (U = 17 В) для плазмового порошкового напилення покриттів "Київ-7". 0, алюмінію (U = 23 В) 1. Ознайомитися з будовою та принципом роботи установки Коефіцієнт використання розпилюваного матеріалу (КВМ):

молібдену 2.3. Порядок виконання роботи сталі самофлюсуючими або керамічними та металевими покриттями). цинку набір макро- та мікрошліфів (42 мікрошліфи з плазмовими 12, алюмінію ні мікроскопи МІМ-7, твердомір типу Вікерса або Роквелла ТК-2, Номінальна продуктивність розпилення матеріалу, кг/год:

мового порошкового напилення покриттів "Київ-7", металографіч- Технічна характеристика КДМ-2 наведена нижче.

Для виконання роботи використовуються установка для плаз- вельних майданчиках).

вати як у цехових, так і у монтажних умовах (наприклад, на буді 2.2. Установка, прилади та матеріали них галузей промисловості. Комплект КДМ-2 можна експлуату відновлення зношених деталей механізмів та машин різноманіт коративне панно.

молібдену та інших металів з метою захисту виробів від корозії, будівництво – внутрішня та зовнішня обробка будинків, де Можна проводити напилювання порошковим дротом, складе- іонів або з тих та інших частинок одночасно. Тому для одержання ним з металевої оболонки та порошкового наповнювача. Якість покриттів з атомів різних елементів випаровування проводять одночасно з декількох джерел, а їхні парові потоки змішують.

покриттів може бути особливо високою при проведенні процесу в Оскільки потоки пари здатні змішуватися в будь-якій пропорції, низькому вакуумі з розпилюванням дротів інертними газами.

покриття може складатися з будь-яких компонентів незалежно від Електрометалізатор може працювати як на постійному, так їхньої взаємної розчинності у твердому чи рідкому стані. Конден і на змінному струмі. При використовуванні змінного струму дуга сацією одержують покриття з різних поєднань металів між собою, горить не рівномірно, горіння супроводжується великим шумом.

металів з оксидами, карбідами, нітридами й іншими хімічними При постійному струмі характер роботи виявляється рівномірним, сполуками, також наносять покриття зі стехіометричних з'єднань.

напилюваний матеріал має дрібнозернисту структуру, продуктив Змінюючи в часі продуктивність та інтенсивність потоків пари, регу ність напилювання – висока. Тому в наш час для дугового напи люють структуру покриття, одержуючи мікрошарові, багатофазні, лювання використовують джерела постійного електричного стру мікропористі, дисперсно-зміцнені й інші види покриттів.

му. Для напилювання використовують дроти діаметром 0,8;

1,0;

Утворення покриття конденсацією визначається послідовним 1,6 та 2,0 мм.

рядом складних фізико-хімічних процесів:

Перевагою способу електродугової металізації являється випаровуванням або розпиленням вихідного матеріалу по велика продуктивність процесу та значне скорочення витрат криття;

часу на напилювання.

спрямованим масопереносом у вигляді потоку атомів чи У порівнянні із газополуменевим напилюванням, металізація іонів матеріалу покриття на поверхню основи;

дозволяє отримати більш міцні покриття, які найкраще зєднуються зіткненням потоку з поверхнею і наступною адсорбцією чи з основою. Експлуатаційні витрати електрометалізатора невеликі.

десорбцією атомів або іонів на ній;

Недоліками цього методу є перегрівання та окислення напи- поверхневою дифузією атомів до місць кращого утворення люваного матеріалу при малих швидкостях подавання розпилю- зародків покриття;

ваного дроту. Крім цього, велика кількість теплоти, відокремле- міграцією та коалесценцією зародків і ростом зародків ної при згоранні дуги, призводить до значного вигорання легу- острівців до зрощення;

ючих елементів, що складають напилюваний сплав (наприклад, зрощенням острівців у суцільну плівку;

вміст вуглецю в матеріалі покриття знижується на 40...60 %, а ростом суцільної плівки й утворенням покриття необхідної кремнію та марганцю – на 10...15 %). Це необхідно мати на увазі товщини.

та застосовувати для напилювання дріт, склад якого має велику Випаровування, перенесення атомів та іонів, а також фор кількість легуючих елементів. мування самого покриття залежать від ступеня вакууму в камері, де проходить напилення. У залежності від співвідношення між відстанню L від випарника до поверхні, що покривається, і серед 8.1.2. Будова та принцип роботи установки для електродугової ньою довжиною вільного пробігу атомів (без зіткнення з ін металізації шими) розрізняють три типи вакууму. Низький вакуум, коли Принцип роботи установки для електродугової металізації < L, середній вакуум, коли = L, високий вакуум, для якого полягає у тому, що у металізаторі між двома дротами, ізольо- > L.

ваними один від одного та розташованими під гострим кутом, збу- У низькому вакуумі кожен атом до утворення покриття джується електрична дуга. Ці дроти розплавляються, а потім багато разів зіштовхується з молекулами навколишнього газу і тому переміщається хаотично, а його траєкторія руху має ви метал у вигляді крапель розпилюється стиснутим повітрям. У гляд ламаної лінії. Первісний напрямок руху атомів порушується, момент відриву розплавленої краплі від дроту її швидкість прак потік пари перемішується, що дозволяє наносити в такому паро тично дорівнює нулю, а швидкість витікання стиснутого повітря вому середовищі покриття, рівномірні за товщиною.

або іншого газу, що використовується для розпилення, досягає 54 55 особливістю процесу є те, що покриття утворюється з атомів чи для нанесення металевих покриттів з цинку, алюмінію, сталі, ріал покриття випаровують чи піддають розпиленню. Відмінною Комплект для електродугової металізації КДМ-2 призначений єю напилюваного матеріалу на поверхні виробу. Для цього мате експлуатується у промисловості.

Покриття у вакуумі одержують осаджуванням і конденсаці ладнання для електродугової металізації, що виготовляється та Роздивимося головне нестаціонарне теперішнє вітчизняне об- 3.1.1. Загальні відомості напруги.

3.1. Теоретичні відомості змінного – знижуючий трансформатор, наділений перемикачем випадку постійного струму – це випрямляч, а у випадку сення на міцність зчеплення покриття з основою.

Джерело живлення може бути змінного або постійного струму. У ня) покриттів і дослідити вплив технологічних параметрів нане де між дротами за допомогою джерела живлення збуджується дуга.

для вакуумного конденсаційного напилення (ВКН) (осаджуван Напилюваний матеріал безперервно надходить у металізатор, Мета роботи: вивчити будову та принцип роботи установки Рис. 22. Комплект для електродугової металізації КДМ- ВЛАСТИВОСТІ ПОКРИТТІВ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ НАНЕСЕННЯ НА 710 (ОСАДЖУВАННЯ) ПОКРИТТІВ І ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ 520 ВАКУУМНОГО КОНДЕНСАЦІЙНОГО НАПИЛЕННЯ Робота № 3. БУДОВА ТА РОБОТА УСТАНОВКИ ДЛЯ порошкових покриттів.

8. Проаналізуйте переваги та недоліки плазмового напилення відного компактного матеріалу.

7. Поясніть, чому густина плазмових покриттів нижче відпо 5 властивості плазмових порошкових покриттів.

6. Проаналізуйте вплив основних технологічних факторів на 11 6 мових покриттів.

5. Перелічіть основні причини низької адгезійної міцності плаз 3 порошкових покриттів.

4. Проаналізуйте основні особливості плазмового нанесення 8 7 9 напилюванні покриттів?

3. Яким чином утворюється низькотемпературна плазма при напилюваний матеріал у вигляді дроту, джерело електроживлення. порошкових покриттів.

дуговий металізатор (апарат для електродугової металізації), 2. Назвіть основні параметри процесу плазмового нанесення Установка (рис. 22) містить такі головні елементи: електро- кових покриттів.

деталі та формування покриття. 1. Дайте характеристику процесу нанесення плазмових порош необхідне для постачання матеріалу до поверхні напилюваної 2.5. Контрольні питання Одночасно струмінь повітря додає їм швидкість і прискорення, та розпилює на більш дрібні частки (розміром менше 100 мкм).

рення плазмових порошкових покриттів.

ходить скрізь сопло, відриває краплю розплавленого матеріалу 4. Подати висновки щодо фізико-хімічних особливостей ство найбільшого значення. Струмінь стиснутого повітря, що над У високому вакуумі атоми, які покинули випарник, рухаються 7.5. Контрольні питання по прямим лініям незалежно один від одного без зіткнень аж до 1. Дайте характеристику газополуменевому способу нане конденсації та утворення покриття. Форма покриття і його тов сення покриттів.

щина визначаються формою та щільністю випаровуваних атомів.

2. Назвіть основні технологічні параметри процесу газопо У залежності від відхилення від рівності = L у середньому луменевого напилення.

вакуумі можуть спостерігатися явища, характерні як для низь 3. Які гази можуть використовуватися для газополуменевого кого, так і для високого вакууму.

напилення? Чим відрізняються їхні властивості?

Електронно-променеве нагрівання при ВКН покриттів одер 4. Розповісти, які бувають види ацетилено-кисневого полумя жало найбільше поширення для нагрівання та випаровуваня роз за складом, на які зони вони розподіляються, яка температура пилюваного матеріалу. Відомо багато різних схем випарників і в цих зонах.

установок ВКН із застосуванням електронно-променевого 5. Назвіть матеріали, що використовуються для напилення.

нагрівання. На рис. 11 наведені схеми, що зустрічаються найча 6. Розповісти, яким чином потрібно запалювати пальник ГН- стіше. До катода й анода електронної гармати від джерела жив і встановлювати робочий факел полумя.

лення підводиться високовольтна напруга. У залежності від типу 7. Як впливає товщина покриття на міцність зчеплення та гармати вона складає 5...60 кВ. Термокатод (прямоканальний чи режим напилювання?

непрямоканальний) емітує електрони, що прискорюються в на 8. Визначте переваги та недоліки газополуменевого способу прямку водоохолоджуваного анода. Відхильні та фокусійні елек нанесення покриттів.

тромагнітні системи (катушки) спрямовують сформований про мінь на матеріал, що випаровується. Електронний промінь відно ситься до поверхні джерела нагрівання. Електрони після прохо Робота № 8. БУДОВА ТА РОБОТА УСТАНОВКИ ДЛЯ дження електричного поля з різницею потенціалів U0 прискорю ЕЛЕКТРОДУГОВОГО НАНЕСЕННЯ ПОКРИТТІВ ються і здобувають кінетичну енергію І ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ Ек = 1/2m0 – v0 = еU0, ПАРАМЕТРІВ НА ЇХ ВЛАСТИВОСТІ де m0, v0, e – відповідно маса, швидкість і заряд електрона.

Наприклад, проходячи через поле з напругою до 1 В, швид Мета роботи: вивчити будову та принципи роботи установки кість електронa v0 складає 595 м/с.

для електродугового нанесення покриттів і дослідити вплив тех Сутність нагрівання полягає в електронному бомбардуванні нологічних параметрів напилення на міцність зчеплення по поверхні розпилюваного матеріалу. Кінетична енергія електронів криттів з основою.

витрачається, в основному, на нагрівання та випаровування ма теріалу. Однак значна її частина витрачається на утворення 8.1. Теоретичні відомості вторинних електронів (15...30 %), рентгенівське випромінювання 8.1.1. Загальні відомості (близько 0,1 %). Енергія відбитих електронів витрачається на Електродугова металізація отримала широке застосування для нагрівання стінок камери, напилюваного виробу, механізмів, роз нанесення корозійностійких покриттів на різноманітних будівель міщених у камері.

них спорудах як на морі, так і на суші. Для цієї мети в основному Необхідно враховувати особливості випаровування при нагріванні матеріалу електронним променем. Електрони гальму- напилюються покриття із алюмінію та цинку.

ються в поверхневому шарі на глибині 1...2 мкм (при U0 = 5...20 кB). В якості зносостійких покриттів напилюють різноманітні сталі, Основне гальмування відбувається наприкінці пробігу. Теплота бронзи та ін. А перспективними є композиційні покриття, наприк виділяється обємом тонкого поверхневого шару. Це й обумов- лад, зі сталі та міді, міді та олова, а також інших матеріалів.

24 25 газополуменевого напилювання.

ровування такою, при якій тиск насиченого пару складає 1,33 Па.

абсолютний нуль. Умовно прийнято вважати температуру випа- 3. Подати висновки щодо впливу технологічних параметрів матеріали здатні до випаровування при температурі вищій за міцність зчеплення покриттів з основою випробуванням на загин.

швидкість випаровування розпилюваного матеріалу. Загалом усі 2. Описати вплив технологічних параметрів напилювання на Найбільш значущими показниками ефективності процесу є криттів, а також схему пальника ГН-3.

нання для газополуменевого порошкового напилювання по на ефективність процесу 1. Коротко описати процес та зарисувати схеми облад покриттів термічним випаровуванням та їх вплив 3.1.2. Параметри вакуумного конденсаційного напилення 7.4. Порядок оформлення звіту вання при високих прискорювальних напругах.

виготовленні й експлуатації та наявності жорсткого випроміню Недоліки полягають у підвищеній складності установок у покриття ацетилену кисню мм з'єднань, підвищені властивості покриттів та ін. полумя відшаровується зразка покриття, дуктивність, можливість напилення покриттів зі сплавів і деяких якому Номер Вид Товщина Тиск Кут загину, при електронно-променевим випаровуванням відносяться: висока про До основних переваг напилення (осаджування) покриттів 5. Отримані дані занести в таблицю.

5 – водоохолоджуваний тигель мера електронної гармати;

3 – електронна гармата;

4 – електронний промінь;

відшаровуватися.

ної гармати;

б – з суміщеною вакуумною системою;

1 – робоча камера;

2 – ка- 4. Виміряти кут загину зразка, при якому покриття починає а – з незалежними вакуумними системами робочої камери та камери електрон на міцність зчеплення його з основою випробуванням на загин.

Рис. 11. Схеми електронно-променевих випарників для ВКН:

3. Дослідити вплив режиму напилення та товщини покриття б криттів.

O – а 2. Ознайомитися з процесом нанесення газополуменевих по O U0 = 5...60 кВ для газополуменевого напилення покриттів.

камери O 1. Ознайомитися з будовою та принципом роботи установки Відкачування 7.3. Порядок виконання роботи 3 установки.

криттів;

6–8 примірників каталогу обладнання та описання стачання;

3–4 заготовки однакової товщини для напилення по якої входить пальник ГН-3, зєднувальні шланги, вузол газопо газополуменевого порошкового напилення покриттів, до складу 3 2 Для виконання роботи використовуються: установка для 7.2. Обладнання, прилади та матеріали променя.

стовбура.

особливо при максимальних ступенях фокусування електронного По закінченні робіт натисніть на важіль і притисніть його до лює високу ефективність електронно-променевих випарників, Киснево-порошкова суміш надходить у канал інжектора, тобто температура випаровуваного матеріалу та поверхні випарову у другий ступінь інжекції і далі в змішувальну камеру наконеч- вання. Ці показники в найбільшій мірі відповідальні за продуктив ника і створює розряження в каналах горючого газу пальника, ність процесу. У практиці напилення реалізується потужність достатнє для всмоктування ацетилену в обємі, рівному чи трохи джерела електроживлення від 0,5 до 200 кВт.

більшому від обєму подаваного кисню. Параметри розпилюваного матеріалу й умов його введення У трубці 1 наконечника відбувається змішування киснево- в зону випаровування. Тиск насиченої пари та швидкість випаро порошкової суміші з ацетиленом, яка утворює горючу суміш, що вування при обраному матеріалі залежать від температури надходить у вихідний канал мундштука 10, на виході з якого су- поверхні випаровування. Регулюванням потужності джерела теп міш кисню з ацетиленом згорає, забезпечуючи як нагрівання по- лоти доводять температуру випаровуваного матеріалу до значен верхні, на яку наплавляється до необхідної температури, так ня, при якому Р0 > 1,33 Па. Тиск насиченої пари та швидкість і оплавлення гранул порошку. випаровування істотно залежать від стану випаровуваної поверхні.

Пристрій для підсмоктування повітря призначено для додат- Сторонні включення, наявність оксидної плівки і т. д. ускладню кового всмоктування повітря з атмосфери в суміш, що трохи зни- ють протікання процесу випаровування. Неприпустима також жує максимальну температуру ядра полум'я, але одночасно збіль- висока концентрація газоподібних домішок у випаровуваному ма шує його довжину, що забезпечує більш тривале перебування теріалі. Велике значення для стабілізації процесу має форма та порошку в зоні нагрівання і більше тепловкладення в нього. Крім розміри поверхні випаровування. Це досягається різними спосо того, інжектування суміші повітрям підвищує безпеку роботи паль- бами, зокрема підживленням при тигельному випаровуванні або ника. подачею матеріалу у вигляді стержня в міру його витрачання. Для Регулювання витрати порошку здійснюється за допомогою підживлення тиглів застосовують порошкові чи дротові мате регулювального гвинта, що знаходиться на корпусі вузла подачі ріали. Нерівномірна подача призводить до коливань рівня рідин порошку. но-металічної ванни. Це впливає на характер розподілу елементів Перед початком роботи пальника необхідно підготувати при електронно-променевому напилюванні покриттів. Сталість поверхню, на яку наплавляють одним з наступних способів: стру- рівня ванни досягається за допомогою різних систем стеження, менево-абразивним, механічним (точенням, фрезеруванням), наприклад за допомогою лазерного променя.

зачищенням металевою щіткою. Параметри, що характеризують зовнішні умови напилення.

На поверхнях, що піддаються напиленню, не допускається Великий вплив здійснюють наступні параметри: тиск у камері, наявність слідів мастил, жиру, окалин та інших видів забруд- дистанція напилення, температура поверхні виробу.

нення. Тиск у камері Рк вибирають від 10–2 Па і нижче. При вищому У процесі напилення поверхня завжди повинна бути у горизон тиску (Рк > 1,3310–1 Па) швидкість випаровування падає. Над по тальному положенні. Для цього необхідно передбачити можли верхнею випаровування утворюється перехідний шар. Тиск у ка вість безупинного чи періодичного переміщення (обертання) деталі в мері впливає на дифузію пари з цього шару. Слід зазначити, що процесі напилення.

пружність пари практично не залежить від Рк. При більш висо кому тиску насиченої пари (Р0 = 133 Па) швидкість випаровуван 7.1.3. Порядок роботи на установці для газополуменевого ня знижується. Це пояснюється зменшенням довжини вільного про нанесення покриттів бігу частинок над випарником.

Дистанцію напилення вибирають у межах 150...250 мм. Для Перевірте правильність приєднання шлангів до стовбура.

оптимальних значень Рк ця відстань значно менша від довжини Перед приєднанням ацетиленового шланга перевірте наяв ність розрядження (підсмоктування) в ацетиленових каналах паль- вільного пробігу напилених частинок. Збільшення дистанції пози тивно впливає на рівномірність покриттів.

ника. Для цього треба відкрити вентиль регулювання витрат кисню.

50 49 умним затвором 9, кріпиться привід 7 для подачі, переміщення ної (шлюзової) камери, яка відокремлюється від робочої ваку ня), допоміжну 6 і камеру для електронних гармат 2. До допоміж Установка має три камери: робочу 1 (камера випаровуван композиційні жаростійкі, теплозахисні та інші покриття.

випарник з лінійним розташуванням джерел дозволяє напилювати ним пристроєм стеження (на схемі не показано). Багатотигельний Контроль рівня випаровуваного металу здійснюється телевізій передбачена злагоджена подача стрижнів спеціальним механізмом 13.

поза напилюваними виробами. У міру випаровування сплавів джають розсіюванню випаровуваних частинок по робочій камері нітридів, оксидів). Захисний екран 14 і заслінка 10 перешко кутних тиглів 11 для випаровування хімічних сполук (карбідів, ІІ ступінь тиглів 12 для випаровування металевих сплавів і трьох прямо І ступінь Багатотигельний випарник складається з двох циліндричних гунів (ГТД) (рис. 13).

для напилення захисних покриттів на лопатки газотурбінних дви рення набули установки УЕ-137 і УЕ-175, розроблені в ІЕЗ Патона електронно-променевими випарниками. З них найбільшого поши їні розроблено ряд промислових й експериментальних установок з ні на безупинну роботу протягом 10...15 год і більше. У нашій кра являють собою досить складні й енергоємні агрегати, розрахова Установки електронно-променевого напилення покриттів 1 мкм/хв і вище.

продуктивність процесу. Швидкість росту покриттів досягає Рис. 21. Схема пальника ГН- Висока щільність потоку частинок забезпечує підвищену ступінь іонізації 0,01...1,20 %.

середня кінетична енергія частинки 0,2...0,5 еВ;

щільність потоку 1016...1024 ч./(см2с);

теризується наступними показниками:

параметри забезпечують створення потоку частинок, що харак Параметри потоку напилених частинок. Раніше розглянуті пов'язана з невисоким енергетичним рівнем напилених частинок.

Основна причина формування неякісних покриттів, очевидно, бів слабко зчеплених покриттів з низькою когезійною міцністю.

розпилюваного матеріалу) сприяє формуванню на поверхні виро Невисока температура (менше 0,3 від температури плавлення на адгезійну та когезійну міцність покриттів і їхню структуру.

Температура поверхні напилених виробів найбільше впливає Розглянемо вплив параметрів ВКН термічним випаровуван- Запаліть і відрегулюйте полум'я в такій послідовності:

ням на показники ефективності процесу. встановіть тиск кисню й ацетилену в робочих камерах редук Конструктивні параметри. Великий вплив на швидкість торів відповідно до технічної характеристики;

випаровування, ефективний ККД, склад потоку частинок і якість повністю відкрийте вентиль кисню та перевірте розрядження покриттів здійснює конструкція випарника. Насамперед, випар- в каналі бункера при натиснутому важелі;

ник повинен забезпечувати мінімальні теплові витрати від випа- заповніть бункер на 2 /3 обєму порошковим сплавом;

ровуванного матеріалу. Завдяки цьому скорочується кількість відкрийте на 1/4 оберту кисневий і на 1 оберт ацетиленовий енергії, необхідної для випаровування матеріалу. Наприклад, вентилі та запаліть суміш.

застосування керамічних тиглів при електронно-променевому Потім, по черзі відкриваючи кисневий і ацетиленовий вентилі випаровуванні знижує потужність джерела теплоти в 4–6 разів у пальника, відрегулюйте полум'я заданої потужності та складу.

порівнянні з мідним водоохолоджуваним тиглем. У той же час Категорично забороняється встановлювати нормальне полум'я в з мідних водоохолоджуваних тиглів можна випаровувати багато початковий період регулювання при недостатній потужності, щоб матеріалів і одержувати покриття без зміни вихідного складу. уникнути зворотного удару полум'я в пальник.

Одночасне застосування декількох випарників (рис. 12) дозволяє При повністю відкритому ацетиленовому вентилі в полум'ї одержувати складні багатокомпонентні покриття з високою рів- повинен з'явитися помітний надлишок ацетилену. Для напилення можуть бути застосовані сплави, одержувані способом розпилення номірністю товщин.

Параметри режиму випарника визначають енергію, яка під- чи сфероїдизацїї, з розміром часток 40...100 мкм.

водиться до випаровуваного матеріалу, і рівень використання цієї Перед початком напилення натисканням важеля перевірте енергії. наявність подачі порошку ( за зовнішнім виглядом полум'я), після чого можна робити напилення. Відстань від пальника до напи люваної поверхні повинна складати 200...300 мм. Далі необхідно розігріти поверхню, на яку наплавляється покриття, до темпера тури "відпрівання" без розплавлювання основного металу.

Встановіть полум'я з надлишковим ацетиленом і періодич ними натисканнями на важіль у наплавочну ванну подавайте необхідну кількість порошку, рівномірне розплавлювання і роз поділ якого по поверхні досягається переміщенням полум'я паль ника. У процесі наплавлення ядро полум'я повинне знаходитися 2 2 2 1 1 на відстані приблизно 10...30 мм від основного металу. Тривала витримка наплавленого шару в рідкому стані не бажана, тому що а б це призводить до зниження фізико-механічних властивостей Рис. 12. Схема випаровування металевих 1 і неметалевих 2 матеріалів наплавленого шару.

із трьох (а) і п'яти (б) джерел Після наплавлення деталей складної конфігурації чи деталей Загальним параметром режиму роботи випарника є електрична із чавуна доцільне повільне охолодження в піску чи азбестовій потужність, яка підводиться. Зі збільшенням потужності джерела шубі.

електроживлення зростає і потужність джерела теплоти електрон- При гасінні полум'я спочатку закрийте ацетиленовий вентиль, ного променя. Регулювання потужності джерела електроживлен- а потім кисневий.

ня здійснюється за рахунок зміни струму напруги. З потужністю У випадку утворення зворотного удару погасіть пальник, охо джерела теплоти, розподілом її по поверхні нагрівання пов'язана лодіть наконечник, підтягніть мундштук і накидні гайки.

26 29 схему. ваних сплавів.

вакуумного конденсаційного напилення УЕ-137 та зарисувати ного механізма 5 надходженню з бункера порошкових гранульо 1. Коротко описати процес та принцип роботи установки для ється розрядження, що сприяє при натисканні на рукоятку важіль ню через вузький канал інжектора в порожнині каналу створю 3.3. Порядок оформлення звіту і далі по інжектору першого ступеня інжекції. При витіканні кис через штуцер з ніпелем надходить до регулювального вентиля "Зоря"–"Машпроект".

Кисень від джерела живлення по гумотканинному рукаві вакуумного конденсаційного напилення покриттів на ДП НВКГ пеня інжекції.

Ознайомитися з будовою та принципом роботи установки для дається зі змішувальної камери 11 з інжектором 13 другого сту 3.2. Порядок виконання роботи за допомогою накидної гайки 12 кріпиться наконечник, що скла пристрій подачі повітря в суміш 13. До пристрою подачі порошку випаровування на базі міні-ЕОМ. механізм 6, що забезпечує пуск і припинення подачі порошку, та тична система контролю та керування технологічним процесом Пристрій подачі порошку містить у собі бункер 4, важільний ваних по обидва боки від робочої камери. Передбачена автома- новлений інжектор 14 першого ступеня інжекції.

нагрівання виробів здійснюється в допоміжних камерах, розташо- рехіднику між пристроєм подачі порошку та стовбуром вста Установка УЕ-175 більш досконала. Попереднє електронне через перехідник 15 приєднується пристрій подачі порошку. У пе подачі порошку 7. До стовбура за допомогою накидної гайки випаровуванням Пальник складається зі стовбура 9, наконечника 2 і пристрою Рис. 13. Схема установки УЕ-137 для ВКН електронно-променевим насоса 12 11 10 Габаритні розміри, мм Не більше До форвакуумного Не більше 1,1 Маса пальника (без порошку в бункері), кг на сталеву пластину розміром 20012010 мм 15 0,7 ± 0, Коефіцієнт використання порошку при наплавленні полум'я, кг/год Не менше Витрата порошку при беззупинній подачі в 1500...1750 Витрата кисню, л/год 1500...1750 Витрата ацетилену, л/год 0,3...0,4 (3...4) Тиск кисню, МПа (кгс/см2) Не більше 0,02 (0,2) Тиск ацетилену, МПа (кгс/см2) Норма Найменування показника Таблиця 4. Технічна характеристика пальника ГН- 5 виправлення дефектів лиття (рис. 21).

гою високовакуумних насосів 15. новлення зношених і зміцнення нових великогабаритних деталей, нювання. Відкачку камер проводять диференційовано за допомо- нульованих самофлюсуючих сплавів, що наносяться з метою від бів. Для цього використаний фотоелектричний пірометр випромі- ного наплавлення ацетилено-кисневим полум'ям порошкових гра система безконтактного контролю температури напилених виро характеристика якого наведена в табл. 4, призначений для руч мати для випаровування 3 і нагрівання виробів 4, передбачена Пальник наплавочний великої потужності ГН-3, технічна установці використовуються стандартизовані електронні гар 7.1.2. Будова та принцип роботи пальника ГН- й обертання через подавальний шток 8 напилених виробів 5. В шляхом застосування спеціальних електродних матеріалів, які Таблиця 3. Вибір абразиву в залежності від матеріалу покриття забезпечують отримання наплавленого шару з заданими фізич та його товщини ними властивостями.

Зернистість Наплавлення застосовують для відновлення та зміцнення Товщина Абразивний абразивного Матеріал покриття деталей і конструкцій машин шляхом нанесення на їх робочі покриття, мм матеріал матеріалу, мкм поверхні металевих покриттів, які володіють необхідним комплек Цинк Mенше 0,20 Кварцевий пісок 370... 830 сом властивостей: зносостійкістю, термостійкістю, кислотостій Алюміній Mенше 0,13 Металевий дріб 400... кістю і т. п. За допомогою наплавки утворюють біметалеві виро Корунд 260... би, у яких вигідно поєднуються властивості наплавленого й Цинк Більше 0,20 Кварцевий пісок 500... основного металу.

Алюміній Більше 0,13 Металевий дріб 700... Маса металу, яка наноситься на деталь, невелика і складає Корунд 430... 2...6 % маси деталі, що визначає високу економічну ефективність наплавки, особливо при використанні механізованих засобів.

6.2. Обладнання, прилади та матеріали 4.1.2. Дугове наплавлення Установка для струменево-абразивної обробки поверхні;

при лад для визначення шорсткості поверхні;

зразки (4 шт.) для ви- У більшості випадків процеси наплавлення базуються на за значення шорсткості (токарна обробка, обробка наждачним стосуванні дугового зварювання електродом, який плавиться. Від папером, шліфовка, струменево-абразивна обробка). різняються ці процеси засобами захисту металу, який наплавля ється, від шкідливого впливу повітря та ступенем механізації, хоча 6.3. Порядок виконання роботи сутність їх однакова. Вона полягає у тому, що під впливом висо кої температури електричної дуги, яка горить, між електродом 1. Вивчити будову та принцип роботи установки для струме і виробом, до яких підведено струм, електродний і основний метал нево-абразивної підготовки поверхні.

розплавляються і створюють на поверхні виробу загальну ванну.

2. Ознайомитися з процесом струменево-абразивної обробки З віддаленням електричної дуги розплавлений метал твердіє, утво та здобути навички роботи на установці.

рює наплавлений валик.

3. Визначити шорсткість поверхонь оброблених дротів різни Ручне наплавлення покритими електродами застосовують у ми способами.

тих випадках, коли використання механізованих засобів немож 4. Визначити міцність зчеплення покриттів, напилених на по ливе або недоцільне (рис. 14).

верхні, підготовлені різними способами, випробуванням на загин.

5. Виміряти кут загину зразка, при якому покриття починає відшаровуватися.

6. Отримані дані занести в таблицю.

5 + Рис. 14. Схема процесу Кут загину зразка, при якому – Способ підготовки поверхні ручного наплавлення:

відшаровується покриття 1 – шлакова кірка;

2 – наплав 1 лений валик;

3 – основний метал;

4 – електродний стержень;

5 – 6.4. Порядок оформлення звіту покриття електродного стерж ня;

6 – газошлаковий захист;

7 – 1. Коротко описати процес та зарисувати схеми обладнання зварювальна ванна для струменево-абразивної обробки поверхонь.

46 47 Див. п. 1.2 лабораторної роботи № 1. геометричні розміри зношених деталей, а також зміцнювати їх вищення довговічності деталей машин – дозволяє відновлювати 7.1.1. Загальні відомості Наплавка металів – один з найбільш ефективних способів під 7.1. Теоретичні відомості 4.1.1. Загальні відомості 4.1. Короткі теоретичні відомості зчеплення покриттів з основою.

Дослідити вплив технологічних параметрів напилення на міцність сті наплавленого шару.

ки для газополуменевого порошкового напилення покриттів.

обладнання та процесом дугової наплавки;

дослідити властиво Мета роботи: вивчити будову та принципи роботи установ Мета роботи: ознайомитися з будовою, принципом роботи ПАРАМЕТРІВ НАПИЛЕННЯ НА ЇХ ВЛАСТИВОСТІ І ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ МАШИН ДУГОВИМ НАПЛАВЛЕННЯМ ГАЗОПОЛУМЕНЕВОГО НАНЕСЕННЯ ПОКРИТТІВ Робота № 4. ВІДНОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ І КОНСТРУКЦІЙ Робота № 7. БУДОВА ТА РОБОТА УСТАНОВКИ ДЛЯ невого напилення покриттів?

9. Як впливає спосіб обробки на міцність зчеплення?

10. Які особливості будови установки для електронно-проме способами. Визначте переваги та недоліки того чи іншого способу. 9. Дайте характеристику параметрам напилених частинок.

8. Дайте характеристику поверхонь, що підготовлені різними лення, впливають на якість покриттів?

7. Що є ознакою добре підготовленої поверхні? 8. Які параметри, що характеризують зовнішні умови напи абразивну обробку? ріалу й умови його введення в зону випаровування.

5. У якому режимі рекомендовано проводити струменево- 7. Дайте характеристику параметрам розпилюваного мате абразивній обробці? впливають на продуктивність процесу?

4. Як захищають поверхні, що не підлягають струменево- 6. Які параметри режиму роботи випарника в найбільший мірі вати? трам?

3. Яку шорсткість поверхонь виробів рекомендується форму- 5. Дайте характеристику основним конструктивним параме менево-абразивної підготовки поверхні щодо матеріалу деталі? но-променевим випаровуванням.

2. Які показники потрібно враховувати при проведенні стру- 4. Назвіть переваги та недоліки способу напилення електрон ки поверхонь? нагрівання?

поверхонь. Чим вона відрізняється від інших способів підготов- 3. Як працює електронна гармата? У чому полягає сутність 1. Дайте характеристику струменево-абразивній обробці 2. Назвіть ступені вакууму. Чим вони визначаються?

умі?

6.5. Контрольні питання 1. Якими процесами визначається утворення покриттів у ваку 4. Подати висновки щодо різних способів обробки поверхонь. 3.4. Контрольні питання випробуванням на загин.

обробки поверхонь на міцність зчеплення покриття з основою 3. Подати висновки.

3. Подати результати дослідження впливу різних способів нологічні параметри, що впливають на властвості покриттів.

2. Зробити порівняльний аналіз щодо шорсткості зразків. 2. Коротко описати технологію напилення та головні тех 7. Середній термін служби абразиву з різних матеріалів пред Для отримання мінімальної глибини проплавлення основного ставлений в табл. 2.

металу електрод нахиляють до сторони, яка протилежна напрям ку наплавлення. Ручне наплавлення виконують електродами діа- Таблиця 2. Термін служби та втрати абразиву метром 2...6 мм при постійному струмі 80...300 А протилежної Кількість повторних циклів Матеріали Безповоротні втрати, кг/год полярності (плюс на електроді) з продуктивністю 0,8...3,0 кг/год. використання Головні параметри режиму ручного наплавлення: сила стру- Електрокорунд 10...30 3,0...5, му, напруга на дузі, швидкість наплавлювання. Тип електрода Металевий дріб 60...100 1,0...1, вибирають в залежності від хімічного складу металу, який необ Для забезпечення високої якості підготовки поверхні при хідно наплавити. Діаметр електрода визначають в залежності від струменево-абразивній обробці необхідно здійснювати пері товщини та форми виробу, просторового положення поверхні, яка одичну заміну металевого дробу та видалення здрібненої ча наплавляється.

стини у випадку застосування електрокорунду.

Масу наплавленого металу приймають 8. Шорсткість поверхні деталей, конструкцій чи виробів mн = АнIt, після струменево-абразивної обробки повинна складати Rz = 10...160 мкм у залежності від матеріалу основи та при де Ан – коефіцієнт наплавки, г/(Агод), який приймають в межах значення покриття. Рекомендується формувати шорсткість з 7...14 г/(А год);

I – сила струму, А;

t – час наплавлення, год.

висотою мікровиступів, яка дорівнює три чверті діаметра часток Загальні втрати при наплавленні покритими електродами з напилюваного матеріалу.

урахуванням втрат на угар та розбризкування складають до 30 %.

9. Поверхні деталі, що не підлягають обробці, повинні бути Дугова наплавка під флюсом – один з основних видів механізо захищені від впливу абразивних часток екранами з металу чи ваного наплавлення. Головними перевагами являються безпе іншого абразивно-стійкого матеріалу (наприклад, гуми, фторо рервність процесу, висока продуктивність, незначні втрати, від пласта і т. п.).

сутність відкритого випромінювання дуги, що значно поліпшує 10. Зона струменево-абразивної обробки повинна бути більше умови праці. Електричну дугу 7 збуджують між електродним дро зони напилення на 2...3 мм із кожної сторони.

том 6 і основним металом (виробом) 11, які підключені до джерела 11. Струменево-абразивну обробку рекомендовано прово струму (рис. 15). Підведення струму до електродного дроту здій дити в такому режимі:

снюється за допомогою мундштука 4. По мірі плавлення елек тиск стиснутого повітря 0,4...0,6 МПа;

тродний дріт подається до зони дуги роликами 3 механізму пода відстань від зрізу сопла пістолета до поверхні деталі чі. Стійкий процес наплавки забезпечується за умови, якщо швид- 100...150 мм;

кість подачі електродного дроту рівна швидкості його плав- кут нахилу сопла до поверхні деталі 60...90°.

лення. У процесі наплавки флюс з бункера 1 по шлангу 2 за допо- 12. На поверхні деталей після проведення струменево могою воронки 5 потрапляє з надлишком до зони горіння дуги 8. абразивної обробки не допускається наявність блискучих діля Під дією теплоти дуги електродний і основний метал плавляться нок. Ознакою добре підготовленої поверхні є рівномірний сірува та утворюють на поверхні виробу ванну рідкого металу. Дуга то-матовий відтінок.

частково розплавляє флюс, утворює зі шлаку навколо себе рідку 13. Абразивний матеріал вибирають у залежності від розміру еластичну оболонку, яка складається з парів флюсу, металу та оброблюваної деталі, форми й твердості її матеріалу. Наприклад, продуктів хімічних реакцій, які протікають між ними. Еластична для підготовки поверхні перед нанесенням алюмінієвих і цинко оболонка захищає дугу та рідкий метал від контакту з повітрям, вих покриттів у залежності від товщини покриття застосовується майже зовсім виключає розбризкування та сприяє збереженню різний абразив (табл. 3).

32 33 часткою силіцію 13...17 %.

основи металевий абразив, виготовлений з матеріалу з масовою левих сплавів допускається використовувати для активації 6. У випадку нанесення корозійно-стійких покриттів із мета в захисному газі – 2 стійких покриттів.

електродом, який плавиться + алів з високою в'язкістю при нанесенні жаростійких і корозійно 1 Рис. 16. Схема наплавки зив при підготовці деталей з міді, мідних сплавів та інших матері стосовувати металевий абра дачі абразиву 5. Не рекомендується за 5 – канал подачі абразиву;

6 – рукав по- ром, пилом.

го повітря;

4 – зєднувальний фланець;

зії, забрудненню мастилом, жи вентиль, що перекриває подачу стиснуто вах, що запобігають його коро 1 – наконечник;

2 – ежекторний вузол;

3 – дів іржі та зберігатися в умо абразивний:

більш широке розповсюдження як захисний газ отримав аргон.

винен бути знежирений, без слі Рис. 20. Пістолет струменево Захисний газ 2 (рис. 16) під тиском подається із сопла 1. Най 4. Металевий абразив по вуглекислий гази.

металевий дріб.

хисного середовища замість флюсу використовують інертні або зерно електрокорунда, а також в захисному газі. В якості за під флюсом дується використовувати шліф Наплавлення електродом Рис. 15. Схема автоматичної наплавки 3. Як абразив рекомен й автоматичними засобами.

криттями.

снюють напівавтоматичними умови експлуатації їх із по плавлення під флюсом здій деталі (твердість, вязкість), сом не перевищують 3 %. На хідно враховувати матеріал 7 8 9 10 при наплавленні під флю 6 товки поверхні основи необ електрода. Загальні втрати 2. При проведенні підго хунок збільшення вильоту ляти жир, мастило та бруд.

може бути підвищений за ра- 4 поверхні з деталей варто вида складає 14...20 г/(Агод) і менево-абразивної підготовки наплавлення під флюсом 1. Перед проведенням сру тродного дроту коефіцієнт стосуванні одного елек- 6.1.2. Основні вимоги не перевищують 1,5 %. При за- ки втрати на розбризкування очищують та активують поверхню.

фіцієнту розплавлення, оскіль- і далі летять у бік оброблюваної деталі, вдаряючись об неї, вони під флюсом майже рівний кое- разив із бункера;

потрапляючи в потік, його частки розганяються Коефіцієнт наплавлення потоку виникає розрядження, яке засмоктує по каналу подачі аб 10, що не розплавився. ся спрямований потік. За принципом ежекції в просторі навколо лений валик 12, який покритий шлаковою кіркою 9 та флюсом через сопло в напрямку вихідного отвору ковпака, – створюєть теплоти дуги. Розплавлений метал твердіє та утворює наплав- У пістолет (рис. 20) подається стиснуте повітря, витікаючи складу в ній можна відокремити три області: перша – область, яка 5.3. Порядок виконання роботи характеризується нагріванням до рідкого або твердо-рідкого ста 1. Приготувати розчин, г: сірчанокислий цинк – 200, сірчано ну;

друга – відповідає температурі нагрівання, достатній для пов кислий амоній – 50, оцтовокислий натрій – 15, вода – 1000.

ного або часткового фазового перетвореня;

третя – область, у якої 2. Поверхню зразка очистити шліфуванням і знежирити.

температура недостатня для протікання цих процесів, але в ній 3. Помістити зразок у ванну з електролітом при температурі деформується метал під дією зварювальних напружень. Основ 18...25 °С і пропустити струм густиною 1,5 А/дм 2. Для наро ний метал не зазнає пластичних деформацій, хоча в сталі й існу щування шару цинку товщиною 1 мкм при густині струму 10 А/дм ють зварювальні напруження.

потрібно 3,5 хв.

Будова та розміри ЗТВ залежать від способу наплавлення, 4. Опустити зразок з покриттям на 2...3 с у 3%-й розчин азот хімічного складу й теплофізичних властивостей основного мета ної кислоти для надання блиску.

лу. У цій зоні можуть виникати дефекти, які знижують експлуата 5. Виміряти кут загину зразків з різною товщиною шару цин ційну здатність наплавленого металу, а в деяких випадках мо ку, при якому покриття починає відшаровуватися. Дані занести у жуть викликати аварійний вихід деталі з ладу.

таблицю.

Найбільш розповсюджені при наплавці тріщини. Їх поділяють Номер зразка Товщина, мкм Кут загину на гарячі (кристалізаційні), холодні та навколошовні.

Гарячі тріщини виникають в процесі первинної кристалізації наплавленого металу, тому їх розташування співпадає з напрям 5.4. Порядок оформлення звіту ком росту стовбчастих кристалів.

Холодні тріщини виникають в наплавленому металі при 1. Коротко описати процеси нанесення гальванічних покрит порівняно невисокій температурі ( 200 °С). Їх характерна риса – тів. Визначити їх призначення та властивості.

уповільнений розвиток протягом декількох годин і навіть діб.

2. Навести схему установки для нанесення гальванічних по Мікроструктури наплавленого металу показані на рис. 17.

криттів.

Відповідно до причин появи дефектів їх розділяють на дві гру 3. Подати висновки.

пи. До першої відносяться дефекти, які утворюються у звязку з 5.5. Контрольні питання особливостями металургійних і теплових процесів наплавки: трі щини, пори, шлакові включення. До другої групи відносять 1. У чому суть гальванічного методу нанесення покриттів?

дефекти, які виникають через порушення режиму наплавлення, 2. Які електроліти застосовують?

несправність устаткування, низьку кваліфікацію зварювальників 3. З яких металів отримують покриття і для чого їх застосо (підрізи, напливи, відвороти).

вують?

4.2. Установка, прилади та матеріали Робота № 6. ПІДГОТОВКА ПОВЕРХНІ ДЛЯ Для проведення роботи використовуються установка для ду НАПИЛЕННЯ ПОКРИТТІВ. ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ гового наплавлення, металографічні мікроскопи МІМ-7, набір СПОСОБУ ПІДГОТОВКИ НА ШОРСТКІСТЬ ПОВЕРХНІ макро- та мікрошліфів, твердомір типу Вікерса або Роквелла.

ТА МІЦНІСТЬ ЗЧЕПЛЕННЯ 4.3. Порядок виконання роботи Мета роботи: вивчити будову та принцип роботи установ 1. Ознайомитися з процесом дугової наплавки.

ки для струменево-абразивної підготовки поверхні. Дослідити вплив способу підготовки на шорсткість поверхні та міцність 2. Ознайомитися з будовою та принципом роботи установки зчеплення. для дугової наплавки.

42 41 безвуглецева ділянка, на границі сплавлення – карбідна фаза метр, вольтметр, катод, анод, ванна, пластини вуглецевої сталі.

плавлений метал – сталь 40Х;

д – після високого відпуску: в ЗТВ – Генератор постійного струму, електродвигун, реостат, ампер г – ЗТВ – бейніт;

ґ – основний метал – низьковуглецева сталь, на го;

в – гаряча тріщина при переході від першого шару до другого;

5.2. Прилади та матеріали сталь аустенітного класу;

б – перехід від першого шару до друго а – основний метал – низьковуглецева сталь, наплавлений метал – велосипедів, приладів, а також виробів широкого вжитку.

Рис. 17. Мікроструктури 330:

ративні для оздоблення деталей і арматури вагонів, автомашин, ґ д Нікелеві покриття широко застосовують як захисно-деко підігрівання газовими пальниками.

Покриття добре витримують нагрівання, за виключенням азотній кислоті.

чиняються. Руйнуються в сірчаній, соляній, а особливо швидко в верхні. Вони дуже стійки до лугів, в органічних кислотах не роз Покриття нікелем дозволяють дещо згладити мікронерівності по Твердість звичайних нікелевих покриттів дорівнює 250...270 кг/мм2.

На мідні та латунні деталі нікель осаджують без підшарів.

сенням підшару міді.

рення наскрізних пор шляхом потовщення шару нікелю або нане в г ню до сталі катодним покриттям, намагаються уникнути утво щиною до 25 мкм – пористі. Оскільки шар нікелю є по відношен Покриття мають дрібнокристалічну будову, але в шарах тов забруднене сірчаними газами.

блиску. Цей блиск поступово втрачається, якщо повітря відтінком, вони добре поліруються і набувають дзеркального Покриття нікелем мають сріблястий колір з жовтуватим на проводити в кислих і ціанистих електролітах.

ріодично змінюючи напрямок струму. Реверсивне міднення мож рення процесу міднення застосовують реверсивний спосіб, пе Для отримання покриття дрібнодисперсної будови і приско сірчанокислому або борфтористоводневому розчині. a б або підшар нікелю 1...3 мкм, а потім нарощують мідне покриття в наносять підшар міді товщиною 3...5 мкм з ціанистого розчину левих деталей. Для забезпечення міцного зчеплення попередньо ності, є погане зчеплення міді, яка осаджується, з поверхнею ста тів, крім крупнозернистості покриття і низької розсіювальної здат Недоліком сірчанокислих і борфтористоводневих електролі ність, ніж сірчанокислі.

невих електролітах, які мають дещо кращу розсіювальну здат осаджування товстих шарів міді відбувається в борфтористовод нах дорівнює НВ 120...150, а в сірчанокислих – 60...80. Швидке 4.1.3. Вибір хімічного складу наплавленого металу 6.1. Теоретичні відомості Для відновлювання та зміцнення деталей застосовують різні 6.1.1. Загальні відомості наплавні матеріали, які можуть піддаватися різним видам зносу.

Попередня обробка поверхні основи є важливим чинником для Наплавні матеріали класифікують за видом і загальною кількі забезпечення міцного зчеплення напиленого покриття з нею, тому стю легуючих елементів.

що в більшості випадків з'єднання напиленого покриття з осно Низьковуглецеві низьколеговані сталі використовують для вою відбувається в результаті механічного зчеплення. Отже, для відновлення різних роликів, валів та інших деталей, а також для того, щоб напилювані частинки, що співударяються та деформу створення підшарку при наплавці зносостійких сплавів.

ються, міцно зчеплювалися з нерівностями поверхні, основа Вуглецеві низьколеговані сталі, які містять більше 0,4 % вуглецю повинна бути досить шорсткою. Збільшення міцності механіч і до 5 % легуючих домішок, застосовують для зносостійкого ного зчеплення пов'язано зі збільшенням площі поверхні основи і наплавлення штампів холодного та гарячого штампування, ножів підвищенням її активності. Тому створення розвиненої шорст бульдозерів.

кості на поверхні основи є важливою вимогою.

Високомарганцеві аустенітні сталі, які містять до 13 % Mn, Установка для струменево-абразивної обробки поверхні мають високу стійкість проти ударів і здатність загартовуватися (рис. 19) являє собою металеву шафу, що обладнана витяжною при деформації, в результаті чого твердість їх зростає до вентиляцією 3 та освітленням внутрішнього простору 1. У верх НВ 450...500, при цьому серцевина залишається пластичною. Цими ній частині шафи розташоване оглядове вікно 2. Під вікном роз сталями наплавляють деталі дробильно-размелювального устат ташовані дверцята 13, через які здійснюється доступ у середину кування, залізничні хрестовини та інші вироби, які працюють в шафи. В нижній частині шафи знаходиться абразив 10 із забір умовах абразивного зносу з ударним навантаженням.

ником 9, через який він надходить до пістолета під час проведення Хромисті сталі мають високу стійкість проти корозії та висо робіт. У середній частині знаходиться робочий столик 12 і пісто ку міцність при підвищених температурах. Застосовують при лет 4 з рукавами, що підводять до нього абразив 7 та стиснуте наплавленні плунжерів гідропресів, штампів.

Нікелеві сплави мають високий опір зносу, а також жаростій- повітря 6, яке подається за допомогою вентилів стиснутого повітря:

кість і стійкість проти корозії. головного 8 та робочого 5. Хромокобальтові сплави (стеліти) мають високу жароміцність, Робочий простір і нижню опір стиранню при температурі до 1000 °С. Їх застосовують для частину, в якій знаходить- наплавки клапанів авіаційних двигунів, бурових доліт, матриць ся абразив, розділяє сітка штампів. 11, що запобігає випад ковому падінню оброблю- 4.1.4. Структура наплавленого металу та його дефекти ваних деталей до абразиву.

Струменево-абразивна Під впливом джерела теплоти присаджувальний метал пла обробка здійснюється пі- виться, змішується з основним, утворює загальну ванну рідкого столетом при зачинених металу. По мірі віддалення джерела нагрівання рідка ванна кри- дверцятах шафи. Доступ сталізується, утворює наплавлений метал. Між наплавленим ме- до пістолета здійснюєть талом та основним знаходиться зона термічного впливу (ЗТВ) – ся через отвір у двер нерозплавлена ділянка основного металу, структура та власти цятах з рукавицями, що за вості якої змінилися під впливом нагрівання. Структура ЗТВ хищають руки праців неоднорідна, оскільки її ділянки нагріваються до різних темпера Рис. 19. Схема установки струменево ника від дії абразивних ча тур, починаючи від температури плавлення і до 100 °С. ЗТВ при абразивної обробки стинок та пилу.

всіх способах наплавки неминуча, і незалежно від хімічного 34 37 електроліту, який містить іони металу, що осаджуються. Деталі, трібно, блискоутворювача. Твердість покриття в ціанистих ван лена на рис. 18. Осаджування відбувається у ваннах з розчином сірчанокислі або ціанисті електроліти з додаванням, якщо це по ся на поверхні. Узагальнена схема нанесення покриттів представ- Для отримання мідних покриттів частіше за все застосовують незначних витратах металу різні покриття, які міцно утримують- ня – 20...40 мкм.

джений в машинобудуванні, оскільки дозволяє отримувати при щину 5...30 мкм, шар міді для захисту від навуглецьовуван Спосіб електролітичного осаджування найбільш розповсю- Підшар міді, який наносять під яке-небудь покриття, має тов Товщина мідних покриттів залежить від їх призначення.

5.1.1. Електролітичне осаджування металів і сплавів карських схем і біметалічних провідників.

5.1. Теоретичні відомості підшар під срібло для струмопровідних жил при виготовленні дру Добра електропровідність міді дозволяє застосовувати її як ного пофарбування при отриманні декоративного покриття.

них покриттів та дослідити їх структури.

шуму при терті, для наступного оксидування покриття та хіміч Мета роботи: ознайомитися з процесом нанесення гальваніч рання поверхонь деталей верстатів, механізмів, для зменшення окремих ділянок поверхні деталі в процесі цементації, для прити Робота № 5. ГАЛЬВАНІЧНІ ПОКРИТТЯ ні покриття застосовують для захисту від навуглецьовування воляє зменшувати наскрізну пористість покриття. Крім того, мід мання покриття з високими відбивальними властивостями і доз 5. Які дефекти можуть бути в наплавленому металі? поліруватися, такий підшар широко використовується для отри його структури. леві, хромові, срібні та інші види покриттів. Завдяки здатності добре 4. Як утворюється наплавлений метал? Назвіть особливості Мідні покриття застосовують в основному як підшар під ніке застосування. ся лудінню, паянню, зварюванню.

3. Дайте класифікацію наплавним матеріалам і області їх вигинання, розвальцьовування, глибоку витяжку, добре піддають лення під флюсом, наплавлення плавким електродом в захисному газі. бливо швидко в азотній і хромовій. Мідні покриття витримують лення: ручне наплавлення покритими електродами, дугове наплав- мідь стійка, за виключенням аміаку. У кислотах руйнується, осо 2. Проаналізуйте основні особливості таких способів наплав- дією сірчаних сполук мідь забарвлюється в темний колір. У лугах 1. Охарактеризуйте процес дугового наплавлення. сту сталі та інших металів від корозії, бо вони окислюються. Під їх не застосовують. Мідні покриття непридатні також для захи 4.5. Контрольні питання вони порівняно швидко темніють, тому як декоративні покриття поліруються, набуваючи інтенсивного блиску. Однак на повітрі 3. Подати висновки. Покриття міддю мають красивий рожевий колір і легко досліджених зразків. Статичний коефіцієнт тертя її знижується.

2. Зарисувати схеми та описати особливості мікроструктури поверхня не забруднюється і має високу корозійну стійкість.

них газів. сті підготовки поверхні сталі після полірування. Оцинкована наплавлення, автоматичного під флюсом та в середовищі захис- тінком, який нагадує хром. Інтенсивність блиску залежить від яко 1. Коротко описати процес та зарисувати схеми ручного не полірування. Поверхня стає блискучою з трохи синюватим від Якщо цинкові покриття мають тьмяний блиск, роблять хіміч 4.4. Порядок оформлення звіту При нагріванні вище 100 °С пасивувальна плівка руйнується.

переливчастого жовто-зеленого забарвлення.

4. Визначити твердість покриттів. При цьому покриття набувають золотистого або райдужного ленних покриттів. пасивації з занурюванням у розчин біхромату натрію або калію.

3. Дослідити особливості макро- та мікроструктури наплав- шення захисної здатності цинкові покриття підлягають ароматній які покривають, завантажують на катод у коло постійного металу. Пористі катодні покриття не руйнуються, а прискорю струму, що живить ванну. ють руйнування металу, на який вони нанесені, тим більше, чим Анодом у більшості випадків слу- більша різниця потенціалів між покриттям і основним металом – + + жать пластини металу, з якого отриму- і чим більше електропровідне навколишнє середовище. Тому ють покриття. На аноді він розчиня- катодні покриття можна застосовувати тільки за відсутності в 2 3 1 ється, а на катоді осаджується з роз- них наскрізних пор.

чину. Завдяки цьому в розчині зберіга- Металеві покриття не тільки захищають від корозії, але й ється потрібна концентрація іонів ме- надають поверхні гарного зовнішнього вигляду, твердості, зно состійкості, електропровідність, відбивальної здатності та інших талу.

властивостей.

Покриття цинком є найбільш розповсюдженими, оскіль ки анодні покриття добре захищають метал від атмосферної Рис. 18. Узагальнена схема електролітично го нанесення покриттів: корозії. Їх наносять переважно на сталь, також на мідь, ла 1 – ванна з електролітом;

2 – аноди;

тунь, а іноді на алюміній. Покриття мають сірий колір. Для бли 3 – катод з виробами скучого цинкування використовують блискоутворювач (натріє ві солі, сірчаний натрій, гліцерин та ін.). Блискучі покриття ма Осаджувані під струмом покриття мають кристалічну бу ють підвищену корозійну стійкість і мало забруднюються (сліди дову і міцність їх тим більша, чим менший розмір кристалів, які від пальців, підтікання і т. п.). Крім того, цинк із такого електро утворюються.

літу можна осаджувати на алюміній і його сплави. Блискучими Для електроосадження застосовують переважно сірчанокислі цинковими покриттями в деяких випадках можна замінити та ціанисті електроліти. Ціанисті ванни токсичні, мало стабільні декоративні нікелеві.

й дають менший вихід металу по струму, ніж сірчанокислі. Для Цинкові покриття мають середню твердість за Брінелем збільшення розсіювальної здатності та зменшення розмірів кри 50...60;

при низьких температурах стають крихкими, погано під сталів покриття в електроліт вводять спеціальні колоїдні додатки даються паянню та зварюванню.

(клей, желатин, декстрин та ін.). У вологому повітрі й у воді цинк покривається шаром основ ної вуглекислої солі білого кольору, яка захищає його від подаль 5.1.2. Покриття чистими металами шого руйнування. У воді при температурі 65 °С захисні власти вості цинку різко погіршуються. Цинк взаємодіє з сірководнем Металеві покриття широко застосовують у промисловості, в і сірчаними сполуками, в кислотах і лугах він руйнується.

основному їх наносять на металеві поверхні, а в ряді випадків і на Цинкові покриття застосовують для захисту арматури, дета неметалічні матеріали.

лей для кріплення та профільованих деталей;

для попередження Металеві покриття наносять на метали в основному для небезпечних контактів сталевих і мідних деталей з деталями з ін захисту від корозії. За принципом захисної дії розрізняють анодне ших металів;

для захисту труб, резервуарів від дії води, бензину, та катодне покриття. Анодні покриття мають у водневому розчині гасу. Товщина покриття – від 3 до 50 мкм.

електролітів більш негативний електрохімічний потенціал, ніж Після цинкування деталі освітлюють шляхом занурення на захищений метал, а катодні – більш позитивний.

2–3 с в розчин азотної або хромової кислоти з додаванням сір При наявності в покритті пор або пошкоджень на поверхні чаної.

утворюються мікропори з покриття та металу, який захищається.




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.