Металізація розпиленням

 

Металізація – процес нанесення розплавленого матеріалу на поверхню виробів стиснутим повітрям або інертним газом  з метою захисту виробів від корозії. Металізацію проводять і для відновлення розмірів відпрацьованих деталей машин. Металізацію здійснюють апаратами – металізаторами, які поділяють на газові і електричні.

При використанні газового металізатора матеріал покриття плавиться в конусі горіння ацетилен-кисневого полум'я, при використанні електричних металізаторів матеріал покриття плавиться за рахунок тепла при горінні дуги.

Розплавлений матеріал незалежно від типу металізатора під дією струменю повітря або газу розпилюється на частинки розміром 0,02–0,04 мм і наноситься на поверхню виробу з великою швидкістю (100–200 м/с).

Покриття на виробі утворюється в результаті вклинювання і прилипання частинок матеріалу в пори і нерівності поверхні. Міцність зчеплення покриття з виробом, який захищають залежить від розміру частинок, швидкості їх польоту, деформації при ударі об поверхню. При металізації отримуване покриття має структуру луски і високу пористість, яку зменшують збільшенням товщини покриття, шліфуванням, поліруванням або додатковим нанесенням лаків, фарб.

Сучасні металізатори дозволяють наносити на вироби як легкоплавкі метали, так і тугоплавкі метали і матеріали: вольфрам, молібден, хром, металокераміку, карбіди, скло. Ці матеріали наносять не тільки на метали і сплави, але і на вироби, виготовлені зі скла, кераміки, бетону, дерева.

Металізацію в основному застосовують для захисту від корозії великогабаритних виробів і споруд, наприклад, залізничних мостів, газгольдерів, паль, корабельних і морських труб, вулканізаційних котлів, дрібних виробів, де інші методи не застосовні.

Вироби, що піддаються дії атмосфери або які знаходяться в ґрунті, покриваються цинком і алюмінієм товщиною від 0,05 – 4 мм, що контактують з водяною парою, морською атмосферою – алюмінієм товщиною до 0,3 мм, з розчинами сірчаної кислоти і її солей – свинцем.

При металізації витрачається велика кількість металу на недогарок і розпилення. Покриття що отримується має пористу структуру, нерівномірну товщину, низьку адгезію покриття до металу.

Дифузійна металізація

 

Дифузійна металізація – процес насичення поверхні виробів при високій температурі стійкими до агресивного середовища елементами: алюмінієм, хромом, бором, кремнієм. Її проводять при спільному нагріванні виробу і елемента покриття, який може використовуватися як у вигляді порошку з додаванням хлоридів, так і у вигляді парів його летких сполук. При такому спільному нагріванні елемент, що виділяється, в атомному стані дифундує в поверхневий шар виробу, що забезпечує гарне зчеплення металу, який захищають, з металом покриття. Поверхневий шар, який утворився, набуває стійкості до газової корозії, підвищену твердість та стійкість до зношування.

Алітування – процес введення в поверхню виробів (з сталі, чавуну, міді) алюмінію. Найбільш часто алітування проводять в твердому середовищі нагріванням виробів в порошкоподібному середовищі, яка складається з алюмінію (або ферроалюмінію) – 45%, оксиду алюмінію – 53% і хлористого амонію – 2%. Оксид алюмінію вводиться в суміш з метою запобігання спікання порошку. При спільному нагріванні виробів із сумішшю при температурі 900–1000С протягом 4 – 25 годин проходить розкладання хлористого амонію з виділенням хлороводню (NH₄Cl=NH₃ + HCl), який з алюмінієм утворює легколетючий хлористий алюміній (2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂), який розкладається при дотиканні до поверхні виробу з виділенням атомарного алюмінію. Атомний алюміній, володіючи високою проникаючою здатністю, дифундує в поверхневий шар виробу. При газовому алітуванні процес ведуть в закритих камерах в середовищі летких сполук алюмінію. Так як після алітування поверхня має дуже високу твердість і крихкість, то необхідно вироби піддавати дифузійному відпалу з метою усунення цих дефектів.

Алітуванню піддають прокат, поковки, реторти, муфти, котельну арматуру та інші вироби виготовлені із сталі та чавуну. Алітовані вироби стійкі в газах, що містять сірчисті та інші сполуки. Вони можуть використовуватись замість жаростійких сталей.

Хромування – процес насичення поверхневих шарів виробу із сталі чи чавуну хромом. Він здійснюється при 1000 – 1150С протягом –20 – 25 год в рідкому, газоподібному і твердому середовищах. Найбільш часто використовується порошковий метод, при якому застосовують порошки, які складаються з хрому чи феррохрому і хлористого амонію.

Поверхневий шар виробів після хромування набуває підвищеної зношуваності, твердості, жаростійкості (до 850С). Стійкість до вологої атмосфери, морської води, кислотам, що володіють окислювальними властивостями. Пояснюється це тим, що хром, який виділяється з компонентами сталі утворює тверді розчини і хромисті сполуки, а з вуглецем і залізом – карбідний шар.

Хромовані заготовки піддаються вигинанню, волочінню, штампуванню, обробці на пресах, прокатці без порушення захисних властивостей. Отримані вироби широко використовують в хімічній, нафтохімічній та інших галузях промисловості, особливо в тих випадках, де вироби дотикаються до окиснювальних середовищ.

Силіціювання – процес насичення поверхні виробів із сталі, чавуну кремнієм. Проводять силіціювання з застосуванням порошків (суміш ферросиліцію, шамоту і хлористого амонію) або газоподібних сполук кремнію (SiF₄, SiCl₄) при температурі 1100 – 1200С протягом 10–24 год. В залежності від температури та часу силіціювання глибина проникнення кремнію що виділяється (4Fe+3SiCl₄=3Si + 4FeCl₃) різна і складає від 0,8 до 1,00 мм.

Поверхня силіційованих виробів тверда, стійка до зношування. Такі вироби стійкі до дії розчинів нітратної, сульфатної кислот і розчинам їх солей, атмосферній корозії. Силіціюванню піддають стальні труби, деталі насосів для перекачування кислот і солей, арматуру, деталі тракторів та автомобілів.