2.11. Металлизация

Металлизация — это процесс нанесения мелких частиц металла, нагретого каким-либо способом до расплавления, распыленных газом, на поверхность детали.Металлизация в основном используется для декоративных целей, для заделки трещин и пор в корпусных деталях и реже — для восстановления деталей. Процесс является высокопроизводительным и экономичным, позволяет наносить покрытия от долей миллиметра и до нескольких миллиметров, не вызывает тепловых деформаций (деталь нагревается не свыше 200° С).

Проволока (рис. 2.43) или порошок непрерывно подается в зону нагрева, где расплавляется, подхватывается и распыляется струей инертного газа или воздуха на частицы размером от 3 до 300 мкм, которые со скоростью 150–300 м/сек ударяются в специально подготовленную (рваная резьба, канавки, пескоструйная обработка, анодно-механическая обработка и др.) поверхность детали, где расплющиваются и заклиниваются в неровностях поверхности с образованием молекулярных связей. Величина молекулярных связей между частицами больше, чем между частицами и деталью, поэтому слабым участком является недостаточное сцепление покрытия с деталью. При полете частица окисляется и закаляется, вследствие этого покрытие имеет большую твердость и хрупкость. Из-за этого, а также из-за особой подготовки поверхности к металлизации покрытие, имея хорошую износостойкость (поры пропитываются маслом, а поверхность имеет высокую твердость), не может работать в условиях знакопеременных нагрузок. Для сравнения: усталостная прочность покрытия, нанесенного металлизацией, в 15–20 раз ниже, чем у электролитических покрытий. Использование некоторых дополнительных приемов (плазменный нагрев поверхности до температуры сплавления металла и частиц, шовная электроконтактная сварка…) дает возможность применять металлизацию в производстве.

Металлизация в зависимости от способа расплавления металла разделяется на газовую, электродуговую, высокочастотную и плазменную.

При электродуговой металлизации (рис. 2.43) две изолированные проволоки подаются с одинаковой скоростью, между ними возбуждается электрическая дуга, металл плавится, газ распыляет металл и подает частицы металла к детали.

При газовой металлизации (рис. 2.44) чаще всего используется ацетилено-кислородное пламя, которое расплавляет сварочную проволоку, а сжатый воздух или инертный газ распыляет и наносит частицы на поверхность. При газовой металлизации распыл получается мельче, но оборудование сложнее, чем при электродуговой металлизации.

Электродуговая металлизация — это высокопроизводительный процесс, однако разбрызгивание металла составляет до 40–60 %.

Нагрев и расплавление проволоки при индуктивной металлизации выполняются индуктивным нагревом ее токами высокой частоты (200–300 кГц). При плазменной металлизации, по сравнению с электродуговым процессом, увеличивается производительность, уменьшаются затраты электроэнергии и угар металла, появляется возможность напыления износостойких тугоплавких материалов (окись алюминия, карбиды и др.), возможность нанесения покрытия на большинство материалов и даже на неметаллы. Металлизация может производится порошком или проволокой. При наплавке порошком используется комбинированная дуга, а при наплавке проволокой — различные схемы, в том числе анодом может быть проволока.