3.8 Электродуговая металлизация

При электродуговой металлизации (ЭДМ) происходит расплавление проволочных электродов электрической дугой и распыление расплавленного металла потоком газа.

Рис. 47 Схема электродуговой металлизации

1 – дуга; 2 – распылитель; 3 – распыляющий газ; 4 – электродная проволока; 5 – механизмы подачи; 6 – двухфазный поток; 7 – напыленное покрытие; 8 – деталь.

Проволочные электроды подаются навстречу друг другу под определенным углом. Скорость подачи электродов определяется режимом горения дуги и величиной требуемого зазора между электродами. Таким образом скорость подачи должна компенсировать плавление электродов.

Для устойчивого процесса ЭДМ необходимо стабильное горение дуги без коротких замыканий и срывов, т.е. тогда, когда между средней скоростью перемещения фронта плавления и скоростью подачи электродов устанавливается динамическое равновесие. При таком режиме газовый поток обеспечивает удаление и распыление порции жидкого металла с электродов до их соприкосновения и короткого замыкания. Далее опять накапливается расплавленный металл на торце электродов, столб дуги укорачивается и цикл повторяется.

Пи питании дуги переменным током избежать коротких замыканий практически нельзя, при постоянном токе – возможно напыление как с короткими замыканиями, так и без.

Применяются сварочные или наплавочные проволоки (в том числе легированные) диаметром d = 1…5 мм., а также цветные металлы и сплавы.

В качестве распыляющего газа обычно применяют сжатый воздух.

Используют ручные и механизированные металлизаторы.

Параметры режима ЭДМ: форма и размеры сопла (d_c); угол скрещивания электродов; мощность дуги; давление и расход распыляющего газа.

3.9 Методы оценки эксплуатационных свойств напыленных покрытий

К основным технологическим характеристикам напыленных покрытий относятся плотность, пористость и прочность сцепления покрытия с основой.

Прочность и пористость определяются методом гидростатического взвешивания, т.е. взвешивания до и после пропитки образцов жидкостью.

Для определения прочности сцепления известны несколько методик:

- сдвиг

1 – образец; 2 – покрытие; 3 – упор.

- изгиб

где - угол изгиба, при котором возникает трещина – качественная характеристика

Механические свойства ( , , , и др.) определяют по стандартным методикам на стандартных или специальных образцах. В отличие от других методов поверхностного упрочнения, толщина покрытия в основном значительно меньше и поэтому в покрытии очень затруднено выполнение концентраторов – надрезов. В этих случаях покрытия наносят на боковые поверхности образцов (рис. 48 и 49):

Рис. 48 Образец для ударных испытаний

Рис. 49 Образец для испытаний на трещиностойкость

Получаемые при испытаниях параметры являются интегральными, т.е. отражающими совместную работу при нагружении покрытия и основы. Поэтому такие данные являются лишь качественными – позволяют выбирать марку или состав покрытия, технологию напыления.

Для определения локальных количественных параметров собственно материала покрытия проводят микроиспытания микрообразцов или при индентировании.

При разрушении материалов с покрытиями происходит частичное или полное отслоение покрытия (рис. 50).

Рис. 50 Схема отслоения покрытия от основы

Это может резко снижать эксплуатационные свойства напыленных деталей, т.к. оголившиеся участки поверхности деталей будут обладать значительно меньшими свойствами. Особенно это опасно для износостойких, коррозионностойких, жаростойких покрытий.

Испытания на износостойкость, коррозионную стойкость, жаростойкость для соответствующего типа покрытий проводят по известным методикам. Образцы с покрытиями изготавливают и нагружают таким образом, чтобы воздействие осуществлялось со стороны покрытия; например, на износостойкость (рис. 51).

Рис 51 Схема нагружения образцов с покрытиями