ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Декорирование стекла распылением металлов. В. А. Рябов, Федосеев из "Получение покрытий высокотемпературным распылением " К процессу металлизации стекла распылением проявляется большой интерес в связи с перспективами применения его для получения отражателей, зеркал, разнообразных электрических нагревателей, а также декоративного остекления, например цветных зеркал, узорчатых цветных стекол, металлизованных облицовочных плиток, смальт. Для металлизации стекла нами в соавторстве с Б. И. Борисовым и О. К. Ботвинкиным были применены различные типы аппаратов. Наилучшим оказался газопламенный проволочный металлизатор. Проволока диаметром 1—2 мм плавится и распыляется металлизатором, в результате чего образуются мелкие частицы металла, движущиеся со скоростью 80— 150 м сек. При ударе о поверхность частицы растекаются, затвердевают и образуют металлическое покрытие. [c.95] Производство декоративного стекла с помощью металлизации осуществлено на опытном заводе Института стекла. Металлизированное стекло под цвет золота применено для остекления шпиля высотного здания МГУ им. М. В, Ломоносова. Нанесение сплошных зеркальных декоративных металлических покрытий на ленту стекла в процессе ее вытягивания оказалось возможным диспергированием металлов газопламенным аппаратом ГИМ-1. [c.98] Получение равномерного покрытия было затруднено вследствие движения ленты стекла и разнонаправленного непрерывного перемещения металлизатора поперек ленты. Кроме того, скорость ленты изменялась в широком диапазоне в зависимости от вытягивания стекла необходимой толщины. Металлическое покрытие наносилось одним или двумя металлизаторами, движущимися по ширине лепты стекла с одной или двух ее сторон, при этом обеспечивалась перпендикулярность полосы покрытия к направлению движения ленты. С целью равномерного нанесения разбрызгиваемого металла на поверхность стекла направляющая устройства, где крепятся металлизаторы 2 и 3 (рис. 3), снабжена опорным пальцем, расположенным вблизи ее середины. Остановка металлизатора происходит у бортов ленты стекла, отрезаемых впоследствии. Количество ходов вдоль ширины ленты стекла может регулироваться от 7 до 23 мин , чтобы обеспечить многократность и, следовательно, сплошность покрытия. Системой металлизаторов 3 (см. рис. 3) наносятся защитные легкоплавкие металлы на покрытия, нанесенные системой металлизаторов 2. Эти же металлизаторы могут быть приспособлены для уплотнения металлических покрытий химической обработкой. Так, для медных, латунных и бронзовых покрытий можно применять аэрозоли водных растворов 10 7о-ного двухромовокислого калия, а для алюминия 5%-ной соды и 2%-ного борнокислого натрия. Цинковые покрытия, обработанные аэрозолем воды, увеличивают свою сплошность через несколько часов более чем в 30— 50 раз. [c.98] Предлагается новый способ получения цилиндров с внутренним наносимым металлизацией покрытием, отличающимся низкой стоимостью и обеспечивающим высокие эксплуатационные характеристики цилиндров. Способ заключается в следующем стальное покрытие напыляется на поверхность литейных стержней, которые .атем используются при изготовлении форм для отливки цилиндров. [c.102] Сырьем для стержня служит песок, смешанный с синтетической смолой. Стержень изготавливают в металлической форме, и поэтому внешняя поверхность его, которая соприкасается с поверхностью металлической формы, не требует дополнительной обработки. Износостойкий металлический слой напыляют на внешнюю поверхность стержня. Напыленный слой имеет специфическую слоисто-пористую структуру. Пористость равномерно распределена по всему напыленному металлу. Химический состав и механические свойства металла при напылении покрытий изменяются (табл. 1 и 2). [c.102] КИМ покрытием готов (рис. 2). Цилиндры, изготовленные по новому способу, удовлетворяют почти всем требованиям, которые предъявляются к ним при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания. [c.104] Металлизация напылением пластичных металлоз сплавов на детали для защиты их или поверхностного упрочнения (повышения твердости), как из естно, интенсивно развивалась на протяжении нескольких десятилетий, и промышленное применение этой технологии хорошо налажено [1] Главная задача металлизации состоит в том, чтобы напыленный слой был возможно более плотным и его структура была близка к структуре исходного материала. Наиболее важные исследовательские работы в этой области направлены главным образом на совершенствование оборудования для распыления (как газопламенного, так и электродугового) и на изучение физико-химических свойств наносимых покрытий. [c.107] В промышленности возможность подавать в горелки калиброванную проволоку большой длины делает операцию металлизации обычными материалами экономичной и удобной для автоматизации. В то же время развитие новых отраслей техники (авиации, космонавтики, атомной промышленности) обусловило потребность в покрытиях, обладающих повышенной прочностью и стойких при высоких температурах к коррозионному и эрозионному воздействию. Для образования таких покрытий применяются тугоплавкие металлы, сплавы или псевдосплавы, окислы металлов и неметаллов, смеси металлов с окислами (керметы), карбиды, нитриды, бориды и т. д. Эти материалы не поддаются переработке в проволоку, и, кроме того, их температура плавления очень высока, что предъявляет новые требования к конструкции аппаратов для распыления и способу их подачи. [c.108] В современных высокопроизводительных горелках порошок подается с помощью горючего газа или газа, поддерживающего горение, в зону, расположенную по оси пламени. Необходимым условием получения покрытия хорошего качества является полное расплавление всех распыляемых частиц и большая их скорость. Полное соблюдение этих требований в данном типе горелки невозможно. Порошок, даже если он распределяется в горелке равномерно, очень короткое время находится в зоне пламени, температура которого близка к температуре плавления распыляемого материала. [c.109] Хельгессон [4 измерил скорость стальных частиц при распылении проволоки, которая оказалась в пределах 80—110 м/сек. Проводя распыление порошков, специалисты очень быстро установили, что качество получаемых при этом покрытий недостаточно высоко, и исследовали возможность повышения его путем создания компактных форм распыляемых материалов. Значительные успехи были достигнуты при использовании спеченных прутков из окислов [2]. Конец такого стержня плавится в пламени горелки, как и в случае металлической проволоки, и образовавшиеся жидкие частицы сдувались потоком газа. Скорость частиц, замеренная на расстоянии 10 см от горелки, составляла 140—190 м/сек (в сравнении с 15—25 м/сек для порошковых горелок). Следовательно, в данном случае выполняются условия плавления и большой скорости рас-пыляе.мых частиц, и характеристики покрытий, получаемых таким образом, значительно улучшаются. [c.110] Однако стержни сами по себе очень несовершенны. Они хрупки и легко бьются. Отклонение в геометрических размерах, разница в диаметрах и разные стрелы прогиба приводят к перебоям во время подачи и осложняют их использование. В начале и при окончании распыления каждого стержня, которые имеют ограниченную длину, происходит выбрасывание относительно крупных частиц, приводящее к местному ухудшению качества покрытия. Все эти неудобства и довольно высокая стоимость прутков делают такой способ подачи непригодным для автоматического распыления в массовом поточном производстве. Наконец, выбор материалов, из которых могут быть изготовлены спеченные прутки, ограничен всего несколькими окислами, а в отношении целого ряда хрупких материалов, таких, как твердые металлы, смеси металлов с окислами и тугоплавкие составы, проблема остается неразрешенной. [c.110] В прошлом имели место попытки смешивать порошки с органической связкой и формовать эту смесь в проволоку или прутки. Если количество связки мало, невозможно получить достаточно прочный и гибкий шнур. Исследования показали, что для достижения необходимой гибкости шнура количество добавляемой связки имеет решающее значение, но при этом покрытие загрязняется продуктами пиролиза органической связки и, кроме того, частицы распыляются каждая в отдельности, поскольку не происходит предварительного оплавления конца шнура. Поэтому качество получаемого покрытия, как правило, хуже, чем при питании горелки порошком, и вдобавок оно загрязняется углеродсодержащими остатками [6]. Было установлено, что для успешной разработки технологии распыления с применениями шнура необходимы три условия очень малое количество связки по отношению к количеству порошка определенный выбор физических характеристик, в частности природы и гранулометрического состава порошка сохранение сцепления частиц порошка в период после возгонки связки до наступления плавления. [c.111] Первое требование выполнено путем добавки к порошку незначительного количества органической связки и покрытия полученного шнура оболочкой из очень тонкой органической пленки. Эта оболочка обеспечивает превосходную гибкость и достаточную механическую прочность шнура. Она немедленно сгорает, как только шнур попадает в пламя, и не оставляет продуктов пиролиза. Наконец, она предотвращает износ деталей горелки от соприкосновения с зернами порошка, обычно очень твердыми. Очень тонкие порошки требуют строгого соблюдения пропорциональности при добавлении связки, и шнур из них получается более плотный и жесткий. [c.111] В случае высокоогнеупорных минеральных материалов в результате мгновенного исчезновения органической связки остается скелет из очень хрупких зерен, и порошок распыляется потоком сжатого воздуха до того, как произойдет полное оплавление конца шнура. Следовательно, необходимо было разработать временную связку или минеральный цемент , который после сгорания органической связки обеспечивал бы сцепление зерен порошка до момента их полного расплавления. Для каждого из распыляемых материалов необходимо было подобрать такого рода минеральную связку, которая бы не загрязняла образующегося покрытия. [c.112] Следует, однако, уточнить, что минеральная связка нужна только в тех случаях, когда требуется получить покрытие максимальной плотности. Если распыляемые хрупкие материалы имеют не очень высокую температуру плавления (например, самофлюсующие сплавы), или покрытие после нанесения должно подвергаться оплавлению или уплотнению, или, наконец, если исследуемое покрытие должно быть пористым или грубозернистым, наличие минеральной связки в порошке не обязательно. Следовательно, шнур может быть двух типов шнур, который остекловывается в пламени и гарантирует получение покрытия максимальной плотности и с оптимальными механическими свойствами, и шнур, который представляет один из вариантов порошкового питания, обеспечивая чрезвычайно тачную регулировку подачи материала. [c.112] Представлена схема, где показаны зоны испарения органической связки и плавления шнура. Использование гибкого шнура позволяет распылять хрупкие материалы с такой же легкостью и в тех же условиях, что и металлические проволоки, на том же оборудовании без существенных переделок. Шнур, намотанный на бобину, поставляется диаметром от 1,5 до 6,35 мм отрезками по 150 (рис. 2). [c.113] При использовании для напыления гибкого шнура обеспечиваются следующие преимущества химическая чистота покрытия стабильность скорости подачи распыляемого материала малые потери материала легкость остановки и возобновления напыления полная автоматизация процесса предотвращение абразивного износа деталей распылителя, кроме того, устраняются дефекты в покрытии, возникающие при смене одного стержня другим в случае использования распыляемого материала в виде стержней. [c.113] Вернуться к основной статье