ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Восстановление деталей металлизацией Условия образования и структура металлизационного покрытия из "Ремонт автомобилей " Общие сведения. Металлизацией называется процесс нанесения покрытия расплавленным металлом при помощи дутья сжатым воздухом. [c.134] Металл в виде проволоки подается в специальный аппарат — металлизатор, по выходе из которого расплавляется ацетилено-кислородным пламенем или электрической дугой и дутьем сжатого воздуха наносится на деталь. [c.134] В зависимости от способа расплавления металла различают газовую металлизацию и электрометаллизацию.. В первом случае расплавление металла происходит в ацетилено-кислородном пламени, во втором — в пламени электрической дуги. Электрометаллизация впервые начала применяться в СССР благодаря изобретению инж. Е. М. Линником и Н. В. Катцом электрометаллизаторов. Распространение металлизации в ремонтном производстве объясняется существенными преимуществами этого способа покрытия по сравнению с другими, например, наплавкой, а в отдельных случаях и хромированием. Действительно, при металлизации можно нанести слой любого металла толщиной от 0,03 мм до нескольких миллиметров на любой материал, не вызывая перегрева последнего. Металлизировать можно не только металлы, но и дерево, стекло, гипс и т. п. Металлизационное покрытие обладает рядом ценных свойств, например, достаточно высокой износостойкостью при жидкостном и полужидкостном трении. Однако, несмотря на ряд преимуществ, металлизация распылением не получила еще широкого распространения в ремонтном производстве вследствие некоторых недостатков, присущих этому способу ремонта. К числу таких недостатков следует отнести пониженные по сравнению с основным металлом свойства покрытия, в частности, его недостаточно высокую прочность сцепления с металлом восстанавливаемой детали, известные трудности подготовки к металлизации деталей, термически обработанных на высокую твердость, и значительные потери металла при металлизации, особенно при металлизации малогабаритных деталей. [c.134] С другой стороны, недостаточная изученность и разработанность столь сложного процесса, каким является металлизация, также оказывают влияние на степень распространения металлизации. [c.135] Условия образования металлизационного покрытия. Металлизация распыленным металлом, на наш взгляд, справедливо рассматривается А. Ф. Троицким [55] как разновидность порошковой металлургии. Металлизационное покрытие, как и изделия порошковой металлургии, получается из металлических частиц, деформирующихся в процессе металлизации и в металлокерамике. В порошковой металлургии порошковое тело подвергается термической обработке, называемой спеканием, и мы вправе допустить, что металлические частицы, имеющие высокую температуру в процессе осаждения на деталь, также спекаются. Получаемые при металлизации покрытия, как и изделия порошковой металлургии, отличаются пористостью и являются телами с неполным контактом. В силу изложенных причин физико-механические свойства стальных металлизационных покрытий приближаются к свойствам железопорошковых изделий. Однако было бы неправильным механически переносить все условия получения и свойства изделий порошковой металлургии на металлизационные покрытия и не видеть специфических условий их образования и особенностей свойств. [c.135] Собственно металлизация состоит из трех процессов плавления твердого металла проволоки, распыления расплавленного металла струей воздуха и формирования покрытия. Подготовка деталей к металлизации и механическая обработка покрытия рассматриваются ниже. [c.135] В каждом из упомянутых процессов имеют место присущие ему явления, особым образом влияющие на свойства покрытия. [c.135] Плавление металла происходит в моменты горения и короткого замыкания дуги, в моменты же разрывов электрической цепи электродов плавления металла не происходит. [c.135] Длительность каждого из четырех указанных явлений составляет тысячные доли секунды, причем длительность периода горения дуги при работе аппарата на переменном токе составляет 43—49,5% от длительности цикла всех явлений. [c.135] Повышение давления дутьевой струи воздуха при одинаковых прочих условиях вызывает также увеличение периода горения дуги, что благоприятно сказывается на качестве распыла — получается большее количество мелких частиц. Величина частиц может колебаться в довольно широких пределах от 0,002 до 0,2—0,4 мм. [c.136] Следует заметить, что повышенное давление сжатого воздуха, вызывающее резкое увеличение скорости подачи проволоки сверх некоторого максимума, может привести к тому, ч го в период коротких замыканий металл не успеет полностью расплавиться и примет тестообразный вид. Отрывающиеся от него в это время крупные частицы (кусочки) могут попасть на деталь, что зачастую и имеет место в практике металлизации. [c.136] В процессе металлизации металл проволоки подвергается выгоранию отдельных элементов, частичному окислению, распылению на мельчайшие частицы и деформированию их при осаждении на деталь. [c.136] Уже одни отмеченные факторы оказывают значительное влияние на свойства покрытия и могут привести к различным его характеристикам. Наряду с изложенным, на структуру и свойства слоя большое влияние оказывают скорость частиц, их масса и размеры, температура во время полета и происходящие при этом явления, а также состояние металлизируемой поверхности и материал проволоки. Подавляющее большинство этих факторов зависит от режимов металлизации. [c.136] Выше указывалось, что по сечению дутьевой струи от оси к периферии скорость и температура частиц падают. Если к тому же учесть, что в процессе полета частицы неравномерно охлаждаются и подвергаются некоторому окислению также в неодинаковой степени, то станет ясным, что, достигая поверхности детали, частицы распыленного металла имеют различные размеры, массу, скорость и температуру. Ударяясь о поверхность металлизируемой детали, частицы в силу указанных причин подвергаются различной степени деформации, наклепу и резкому охлаждению струей дутьевого потока воздуха (закалке). [c.137] В результате воздействия указанных факторов структура покрытия получается неоднородной по своему строению и резко отличной от структуры распыляемого металла. [c.137] Структура покрытия. Структура металлизационного покрытия отличается от структуры компактного литого металла неполным, т. е. частичным контактом между структурными элементами. В процессе осаждения на поверхность детали распыленные частицы могут деформироваться в известной мере как индивидуальные тела, поэтому структура напыленного металла характерна не только различной величиной и неравномерным расположением частиц, но и неправильностью их формы. Этому способствует различный характер деформации. [c.137] Высокая конечная скорость частиц, обладающих достаточным запасом кинетической энергии, необходимой для осаждения частиц, обеспечивает плотный контакт частиц с микрорельефом поверхности детали или с образованным ранее ме-таллизационньш слоем. Увеличению контактной поверхности способствует пластическое состояние частиц. В контактных участках проявляется действие между атомных сил, которое увеличивается благодаря быстрому спеканию частиц. Таким образом, прочность сцепления частиц между собой и с поверхностью детали нами рассматривается как контактная прочность, обусловленная действием электрических сил сцепления между атомами контактных участков. [c.138] Известную роль в прочности сцепления могут играть и механическое зацепление и переплетение частиц между собой и с элементами микрорельефа поверхности детали. Ниже будет показано, что не только прочность, но и другие свойства металлизационного покрытия легко объясняются как контактные. [c.138] Некоторое влияние на уменьшение контактной прочности оказывает окисление металлизируемой поверхности, а также и металлических частиц в процессе полета и осаждения на деталь. Окислы являются более хрупкими, чем металл, и в связи с этим понижают прочность слоя. Что это так, доказывается повышением прочности металлизационных покрытий, полученных при дутье азотом, по сравнению с прочностью покрытий при дутье воздухом, разумеется, при соблюдении всех прочих условий металлизации. [c.138] Вернуться к основной статье