SU1123744A1 - Method of deposition of metal coating on articles - Google Patents

Method of deposition of metal coating on articles Download PDF

Info

Publication number
SU1123744A1
SU1123744A1 SU833605335A SU3605335A SU1123744A1 SU 1123744 A1 SU1123744 A1 SU 1123744A1 SU 833605335 A SU833605335 A SU 833605335A SU 3605335 A SU3605335 A SU 3605335A SU 1123744 A1 SU1123744 A1 SU 1123744A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
wires
nozzle
cut
spray head
nozzles
Prior art date
Application number
SU833605335A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Давидович Амбокадзе
Леонид Спартакович Столяров
Павел Спартакович Столяров
Original Assignee
Одесский институт инженеров морского флота
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Одесский институт инженеров морского флота filed Critical Одесский институт инженеров морского флота
Priority to SU833605335A priority Critical patent/SU1123744A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1123744A1 publication Critical patent/SU1123744A1/en

Links

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ИЗДЕЛИЙ, заключающийс  в подаче проволок в изогнутые направл ющие трубки распылительной головки электрометаллизатора до их пересечени , расплавлении их электрической дугой, возбуждаемой между концами проволок, и распылени  полученного расплавленного металла пересекающимис  потоками транспортирующего газа, подаваемого через сопи и с   тем. ла, отличаю что, с целью повышени  качества металлизационного покрыти , дл  подачи газа используют сопла удлиненной формы с точкой пересечени  их газовых потоков в зоне горени  дуги, одинаково расположенные по обе стороны плоскости симметрии распылительной головки, причем ширина сопла на среза превьнпает диаметр проволок в 1,2-1,5 раза, а длина сопла на срезе определена из соотношени  ( Ы U ein|p (Л где Е - длина сопла на срезе, мм; d - диаметр проволоки, мм} об - угол между проволоками в месте их пересечени .METHOD OF METALIZATION OF PRODUCTS, which consists in supplying wires to the curved guide tubes of the spray head of the electrometallizer before they cross, melting them with an electric arc excited between the ends of the wires, and spraying the resulting molten metal with intersecting flows of carrier gas supplied through the coagulum. To distinguish the quality of the metallization coating, elongated nozzles with the intersection point of their gas flows in the arc burning zone are equally located on both sides of the symmetry plane of the spray head, and the width of the nozzle exceeds the diameter of the wires 1 , 2-1.5 times, and the nozzle length at the cut is determined from the ratio (U U ein | p (L where E is the nozzle length at the cut, mm; d is the wire diameter, mm} ob is the angle between the wires at the point of their intersection .

Description

Изобретение относитс  к технике напылени  расплавленного металла на поверхность изделий, в частности . путем электродугового расплавлени  проволоки и распылени  частиц сжатым газом, и может быть использовано в машиностроении дл  метаплизахщи внут ренних поверхностей пазов шириной от 50 мм и более. Известен способ металлизации изделий путем расплавлени  проволок электрической дугой, возбуждаемой между их концами, и расплавленного металла воздухом, подаваемым через трубку электрометаллизатора m , Однако этот способ не обеспечивае высокого качества покрыти  при обработке боковых поверхностей узких пазов , так как угол распьша составл ет 18-20, и при небольшом (пор дка 2030 мм) рассто нии от сопла электрометаллизатора до обрабатываемой поверхности наносит покрытие на узком (менее tO мм) участке с неравномерны распределением толнщны сло  по сечению ..Это приводит к местньм отклонени м от заданной толщины наносимого сло , а также к возникновению больших термических напр жений в покрытии , обусловленных режимом гор чей металлизации, возникающим при рассто ни х от сопла до покрываемой поверхности 50-80 мм, и, как следствие местным отслоением его от основного металла. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ металлизации изделий, заключакицийс  в подаче проволок в изогнутые направл ющиё трубки распылительной головки электрометаллизатора до их пересечени , расплавлении их электрической дугой, возбуждаемой между кон цами проволок, и распылении полученного расплавленного металла пересекающимис  потоками транспортируемого газа, подаваемого через сопла 2J . Одно сопло, направленное наклонно к оси головки, направл ет струю TpaHc портируюЩего газа в дуговой промежуток , а второе, размещенное по ходу этого потока на некотором рассто нии за дуговым промежутком, служит соп .лом-отсекателем и измен ет направление движени  частиц расплавленного металла в сторону обрабатываемой поверхности , в результате чего увеличи ваетс  их путь и площадь участка, на котором наноситс  покрытие, I , Газовый поток сдувает пары металла к концам распыш1е1 о 1Х проволок, наруша  тем самым равномерность ионизации дугового промежутка, что  вл етс  одним из факторов, определ ющих место горени  дуги, котора  сдвигаетс , у концов происходит наиболее интенсивное плавление проволок, а дуговой промежуток приобретает форму клина, направленного острием против направлени  потока транспортируннцего газа. При подаче распыл емых проволок происход т периодические замыкани  дугового промежутка в наиболее узкой его части и быстрое передвижение дуги (а вместе с ней и зоны плавлени  распыл емого материала) к концам проволок . Узка  щель, образующа с  между проволоками на начальном (со стороны подающего механизма) участка дугового промежутка, экранирует от воздействи  высокоскоростного газового потока остальную более широкую часть дугового промежутка и значительно снижает в ней скорость транс .портирующего газа, в результате чего он не в силах оторвать мелкие капли расплава от поверхности и гонит их вдоль проволок. Это приводит к дпительному нахождению распыл емого металла в расплавленном состо нии, застьшании значительной его части в виде наплывов на проволоках, а также росту капель, которые срываютс  с концов проволок. Крупным капл м распыл емого материала требуетс  больший путь дл  разгона до необходимой (100 - 300 м/с) скорости. Например, до скорости 150 м/с разгон ютс  частии5ы диаметром 0,01 мм на пути 25 мм, частиць диаметром 0,04 мм на пути 45 мм, частиц) диаметром 0,2 мм и более не могут разогнатьс  до скоростей , превышаюпргх 60 м/с. Длительное нахождение распыл емого материала в расплавленном состо нии и низкие скорости полета ча .тиц привод т к большому окислению и низкой адгезии напьш емого материала к основному металлу. Сопло-отсекатель, предназначенное дл  изменени  направлени  движени  напыл емых частиц, не увеличивает их скорость, а увеличивает длительность пути, что приводит к дополнительному окислению этих частиц и снижению качества покрытий при металлизации узких пазов в цел х защиты их от коррозии. I Цель изобретени  - повышение качества металлизационного покрыти . ПоставЯейна  цель достигаетс  тем, что согласно способу металлиза ции Ьзделий, заключающемус  в подаче проволок в изогнутые направл ющие трубки распылительной головки злектрометаллизатора до их пересё гени , расплавлении их электрической дугой, возбуждаемой между концами проволок, и Ьзспылений полученного расплавленного металл П ересекающимис  потокам транспортирующего газа, подаваемого чеЬез comiaj дл  подачи газа используют сопла Удлиненной формь с точкой пetJeceчeни  их газовых потоков в зоне горени  дуги, одинаково расположённые по обе стороны плоскости симметрик распылительной головки, при4eti ширина &оппа на срезе превышает диаметр проволок в 1,2-1,5 раза, а длина сопла на срезе определена из соотношени  8.-d/uJ- , in|l где В - длина сопла на срезе, мм; о - диаметр проволоки, MMJ с1 - угол между проволоками в ме те их пересечени . Способ может быть реализован с помощью распылительной головки. На фиг.1 изображена распьшительна  головка электрометаллизатора, план, частичньш разрез; на фиг,2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - узел Г на фиг.1, увеличенный масштаб; на фиг.4 - факел распыла и п тно напылени . Распылительна  головка электрометаллизатора (фиг.1) состоит из кор пуса 1 с выполненными в нем соплами 2 и 3. Корпус 1 подвижно соединен с коллектором 4, выполненным из не- электропроводного материала, посредством трубок 5 и 6, служащих дл  подачи к соплам 2 и 3 транспортирующего газа, например сжатого воздуха, азота. Одновременно эти трубки выпол н ют функции элементов, фиксир.ую1цих положение корпуса 1 относительно проволокоподающего механизма 7, к которому прикреплен коллектор 4. Меж ду корпусом 1 и коллектором 4 к труб кам 5 и 6 прикреплена траверса 8, выполненна  из электроизол ционного материала на которой зафиксированы посредством М1еталлических бобышек 9 концы направл ющих трубок 10, предназначенных дл  подачи распып емых проволок 11 и одновременно служащих дл  подвода напр жени  питани  к токоподвод щим башмакам 12, закрепленным на бобышках 9 посредством клеммовых зажимов 13, Вторые концы направл ющих трубок 10 пропущены сквозь коллектор 4 и закреплены в передней стенке проволокоподающего механизма 7. К направл кндим трубкам 10 прикреплены электрические шины 14, предназначенные дл  присоединени  к токоподвод щим кабел м (не показаны). Внешние поверхности бобьш1ек 9, направл ющих трубок 10 и электрических шин 14 покрыты электроизол ционным слоем 15. Скоба 1.6 охватывает корпус 1 и предназначена дл  фиксации его положени  относительно траверсы 8. Уплотнительные кбльца 17 предназначены дл  герметизации соединений трубок 5 и 6 с корпусом 1. Внутренние полости 18 трубок 5 и 6 (фиг.2) сообщены с соплами 2 и 3 соединительными каналами 19 и образуют две симметричные полости дл  подачи транспортирующего газа из коллектора 4 в дуговой промежуток 20. Выходные участки сопел 2 и 3 расположены симметрично относительно диаметральной плоскости и наклонены к ней на угол |3, величина которого выбираетс  в пределах до 15° в зависимости от необходимого угла распыла. Оптимальна  величина угла распыла зависит от распыл емого материала и экспериментаипьно определена дл  различных материалов. Рассто ние между соплами 2 и 3 определено из услови  пересечени  динамических осей газовых потоков в верхней части дугового промежутка 20. Рассто ние h между, поверхностью корпуса 1 и плоскостью подачи проволок ограничено: минимйльна  величина - из услови  электрической прочности в услови х ионизации парами распьш емого материала; максимальна  - длиной начального участка истекающей из сопла струи транспортирующего газа. Оптимальна  , величина h 2-4 d , где d - диаметр распьш емых проволок 11. Дл  созда 1и  в дуговом промежутке 20 равномерных условий ионизации и 51 измельчени  материала распыл емых проволок t1, сопла 2 и 3 вьшрлнены удлиненными (фиг.З) в направлении подачи распыл емых проволок 11. №j нимальные размеры выходных сечений сопел и диаметр распыл емой проволок св заны соотношением Ь 1,2(J - длина сопла на срезе, мм; d - диаметр распыл емой проволоки , мм; оС - угол между распыл емыми проволоками в месте их пересечени ; Ь- ширина сопла на срезе, мм. Зависимость величин f, Ь от диаме ра распыл емой проволоки d получены экспериментальным путем. При меньших величинах 8 , Ь разбрызгиваемые дуго капли расплава попадают на поверхность корпуса и прилипают к ней; при больших значени х этих величин увели чиваетс  расход сжатого воздуха без увеличени  производительности и качества процесса распылени , Така  конструкци  соплового аппарата обеспечивает по всей длине дугового промежутка 20 практически одинаковые услови  дл  горени  дуги и распьшени  материала проволок 11, а также формирование рабочей струи транспортирующего газа с большим углом раствора, обеспечивающей оптимальный угол распьша (много больший чем в известных конструкци х), что дает возможность повысить качество наносимого покрыти  при сокращении против обычного рассто ни - сопло основной металл (изделие). Распылительна  головка электрометаллизатора работает следующим образом. Оператор провер ет положение точки пересечени  проволок 11, которую располагают напротив середины сопел 2 и 3. Дл  чего предусмотрена регулировка изменени  положени  токоподвод щих башмаков 12. Затем присоедин ют токоподвод щие кабели к сети, подают транспортирующий газ в коллек тор 4, включают проволокоподашщий механизм 7. При горении дуги расш1ав л ютс  внутренние кра  проволок, при этом движущиес  в поперечном (по от ,ношению к проволокам 11) направлении 4 И пересекающиес  в дуговом промежутке высокоскоростные струи транспорт фующего газа срывают мелкие капельки расплава и пары металла. Газовый поток (фиг.2) образован истекающими из сопел стру ми, динамические оси которых пересекаютс  в дуговом про- , межутке результирующей рабочей струи, котора  непосредственно предназначена дл  разгона и транспортировки распьш емых частиц металла к защищаемой поверхности издели . Зона максимального динамического напора результирующего газового потот-га совпадает с зоной его сужени , а ее центр находитс  в точке пересечени  динамических осей газовых потоков из сопел 2 и 3 в верхней части дуго вого промежутка. За этой точкой результирующий газовый поток расшир етс  и экранировани  верхней кромкой нижних участков дугового промежутка не происходит, направление движени  транспортирующего газа поперек распыл емых проволок обеспечивает равномерность ионизации дугового промежутка По длине. Это способствует мелкому равномерному распьшу и быстрому разгону напыл емых частиц до высоких скоростей, кроме того, сокращенный :путь капелек расплавленного металла (поперек проволок, а не вдоль них как в прототипе) также способствует измельчению напыл емого материала. Величина удельного теплопритока, от которого зависит температура напыленного сло , а следовательно, и металлизации (холодн или гор чий ) , обратно пропорциональна площади п тна распыла - участка поверхности издели , на котором образуетс  напыл емое покрытие при неподвижной относительно него распыпительной го ловке. В свою очередь, площадь п тна распыпа св зана с рассто нием от обрабатьюаемой поверхности издели  до сопла и углом распыла распылительной головки следующим соотношением (фиг.4): 5,р кбЧ |площадь п тна распыла; бёзразмерньй коэффициент; рассто ние от сопла до обрабатываемой поверхности (рассто ние напыпени ); угол распыпа распыпительной головки. Дл  поддержани  оптимальной величины площади п тна распьша 6п.р t об1еспечивающей желаемый режим напылени , можно мен ть как рассто ние напылени  В, так и угол распыла )f . Известно, что при нанесении алюминиевых покрытий увеличение рассто ни  напылени  приводит к значительному повышению содержани  окислов в покрытии, которые снижают его качество . Следовательно, дл  повьшени качества покрыти  целесообразно уменьшить рассто ние напылени , уве личив угол распыла. Угол раствора результирующего по тока транспортирующего газа, исполь зуемого дл  разгона и транспортиров напыл емых частиц, лежит у предлагаемой распылительной головки в пре делах 40-75, что обеспечивает значительно больший угол распыпд, чем стру  одиночного сопла (прототип), у которой угол раствора равен 17. Это позвол ет обеспечить режим холо ного напылени  при сокращенном до 20-40 мм рассто нии сопло - изделие и повысить качество напьш емого покрыти  за счет более высоких скорос тей напыл емых на основной металл частиц. Максимальную скорость и кинетическую энергию распыл емые частицы приобретают на пути 25-40 мм, а затем скорость их постепенно снижаетс . Сокращение (за счет более короткого пути и более высоких скоростей ) времени нахождени  напыл емых частиц в расплавленном состо ни сокращает количество окислов в покр тии, что также повьшает его качеств Пример. Проводилось нанесение алюминиевого антикоррозионного покрыти  на внутренние поверхности уплотнительного паза грузового люка морского сухогрузного судна. Материал издели  - сталь Ст.З ГОСТ 380-71; ширина паза 60 мм; глу бина паза по длинной стороне 200 мм глубина паза по короткой стороне 65 мм. Подготовка поверхности (очистка от ржавчины, окалины и образование необходимого микрорельефа поверхности ) производилась обдувкой колотой чугунной дробью (размер частиц 1,6 2 ,5 мм) с помощью дробеструйного аппарата. Разрыв во времени между обработкой поверхности и нанесением покрыти  не превьппал 30 мин. Нанесение покрыти  производилось предлагаемым устройством Рассто ние Ь от сопел до распыл емых проволок составл ло 5 мм. Пересекающиес  потоки транспортирующего газа формировались соплами, имевшими на срезе ширину 2,4 мм, длину 10 мм, угол 2 А между ос ми газовых потоков в выходных сечени х сопел был равен 30°. Угол распыла у составл л 75°. Напьт емый материал - алюминиева  проволока Св А97 ГОСТ 7871-75 диаметром 2 мм; При нанесении покрыти  поддерживалс  следующий режим: ток 60-80 А; давление воздуха в питающей магистрали 0,6 НПа (6 кГ/см); расход прово1локи 2-2,5 м/мин; рассто ние напылени  25-35 мм; толщина покрыти  вьщерживалась в пределах 0,25-0,30 мм. Контроль толщины покрыти  производилс  : с помощью толщиномера МТ-30 Н. Прочность покрыти  с основным металлом (измеренна  клеевым методом) составила 15-25 МПа (150-250 кг/см). Нанесенное покрытие имело вид равномерного мелкозернистого матового сло  без крупных включений. Использование предлагаемого способа нанесени  металлизационных покрытий обеспечивает по сравнению с известными способами повышение качества покрыти  при значительном 2-8 раз уменьшении рассто ни  напылени , что имеет решающее значение при нанесении антикоррозионных покрытий на внутренние поверхности пазов И труднодоступные поверхности.The invention relates to the technique of spraying molten metal onto the surface of products, in particular. by electric arc melting of the wire and spraying of particles by compressed gas, and can be used in mechanical engineering for metalizing inner surfaces of grooves with a width of 50 mm and more. There is a known method of metallization of products by melting wires with an electric arc excited between their ends, and molten metal with air supplied through an electrometallizer tube m. However, this method does not provide high quality coatings when processing the side surfaces of narrow grooves, since the angle of the ripping is 18-20 and at a small (about 2030 mm) distance from the electrometallizer nozzle to the surface to be treated, it covers the narrow (less than tO mm) section with an uneven distribution of wavelength o over the cross section. This leads to local deviations from a given thickness of the applied layer, as well as to the occurrence of large thermal stresses in the coating due to the hot metallization regime occurring at distances from the nozzle to the surface to be coated 50-80 mm, and , as a consequence of its local detachment from the base metal. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is the method of metallization of products, concluding in feeding the wires into the curved guide tubes of the spray head of the electrometallizer before they cross, melting them with an electric arc excited between the ends of the wires, and spraying the resulting molten metal with crossing threads. transported gas supplied through nozzles 2J. One nozzle, directed obliquely to the axis of the head, directs the jet of TpaHc of the porting gas into the arc gap, and the second, located along this flow at a certain distance behind the arc gap, serves as a sop-cutter and changes the direction of movement of the molten metal particles in side of the surface to be treated, resulting in an increase in their path and the area of the area on which the coating is applied, I, The gas flow blows the metal vapors to the ends of the spacing about 1X wires, thereby violating the uniform ionization of the arc the gap, which is one of the factors determining the place of arc burning, which shifts, at the ends, the most intensive melting of the wires occurs, and the arc gap takes the form of a wedge, directed with a tip against the direction of the flow of transport gas. When spraying wires are supplied, periodic closures of the arc gap in its narrowest part occur and fast movement of the arc (and with it the melting zone of the sprayed material) to the ends of the wires. The narrow gap formed between the wires at the initial (from the side of the feed mechanism) section of the arc gap shields the remaining wider part of the arc gap from the impact of the high-speed gas flow and significantly reduces the speed of the transortive gas in it, as a result of which it is not able to tear off small droplets melt from the surface and drive them along the wires. This leads to the finding of the sputtered metal in the molten state, the scattering of a significant part of it in the form of beads on the wires, as well as the growth of droplets that break off from the ends of the wires. Large drops of sprayed material require a longer way to accelerate to the required (100 - 300 m / s) speed. For example, parts up to a speed of 150 m / s with a diameter of 0.01 mm on a path of 25 mm, particles of a diameter of 0.04 mm on a path of 45 mm, particles) with a diameter of 0.2 mm and more cannot accelerate to speeds exceeding 60 m /with. The long-term presence of the sprayed material in the molten state and the low flight speeds of the particles lead to a high oxidation and low adhesion of the material to the base metal. The nozzle-cutter, designed to change the direction of movement of the sprayed particles, does not increase their speed, but increases the duration of the path, which leads to additional oxidation of these particles and a decrease in the quality of the coatings when metallizing narrow grooves in order to protect them from corrosion. I The purpose of the invention is to improve the quality of the metallization coating. The goal is achieved by the method of metallization of products, which consists in feeding wires into the curved guide tubes of the sputtering head of the electrolytic metallizer before they are crossed, melted by an electric arc excited between the ends of the wires, and the sprays of the molten metal produced by intersecting spheres. gas nozzles are supplied using an elongated gas nozzle with a pin point of their gas flow in the arc burning zone, equally spaced On both sides of the plane of symmetry of the spray head, when 4 eti the width & oppa on the cut exceeds the diameter of the wire by 1.2-1.5 times, and the length of the nozzle on the cut is determined from the ratio 8.-d / uJ-, in | l where B - nozzle length at cut, mm; o is the diameter of the wire; MMJ c1 is the angle between the wires at the point of their intersection. The method can be implemented using a spray head. Figure 1 shows the spreading head of the electrometallizer, a plan, a partial cut; Fig, 2 section aa in Fig.1; on fig.Z - node G in figure 1, an enlarged scale; Fig. 4 shows the spray and sprayed spray. The electrometallizer spray head (Fig. 1) consists of a housing 1 with nozzles 2 and 3 made in it. The housing 1 is movably connected to a collector 4 made of a non-conductive material by means of tubes 5 and 6, which are fed to nozzles 2 and 3 carrier gas, such as compressed air, nitrogen. At the same time, these tubes perform the functions of elements fixing the position of housing 1 relative to the wire feeding mechanism 7, to which the collector 4 is attached. Between housing 1 and collector 4, traverse 8 is attached to pipes 5 and 6, made of electrically insulating material on which fixed by means of M1 metal bosses 9, the ends of guide tubes 10, intended for supplying spilled wires 11 and at the same time serving for supplying voltage to current-carrying shoes 12 fixed on bosses 9 pos. By means of terminal clamps 13, the second ends of the guide tubes 10 are passed through the collector 4 and secured in the front wall of the wire feeding mechanism 7. Electrical busbars 14 are attached to the direction of the tubes 10 and are intended to be connected to the lead-in cables (not shown). The outer surfaces of the bob 9, the guide tubes 10 and the electrical tires 14 are covered with an electrically insulating layer 15. The clamp 1.6 encloses the housing 1 and is intended to fix its position relative to the crosspiece 8. The sealing rings 17 are intended for sealing the connections of the tubes 5 and 6 with the housing 1. Internal the cavities 18 of the tubes 5 and 6 (FIG. 2) communicate with the nozzles 2 and 3 of the connecting channels 19 and form two symmetrical cavities for supplying the carrier gas from the collector 4 to the arc gap 20. The output sections of the nozzles 2 and 3 are located sim metrically relative to the diametral plane and inclined to it at an angle of | 3, the value of which is chosen in the range of up to 15 °, depending on the desired spray angle. The optimal spray angle depends on the material being sprayed and experimentally determined for various materials. The distance between nozzles 2 and 3 is determined from the intersection of the dynamic axes of the gas flows in the upper part of the arc gap 20. The distance h between the surface of the housing 1 and the wire feed plane is limited: the minimum value is from the conditions of electrical strength under conditions of ionization by the fused pairs material; maximum - the length of the initial portion of the carrier gas stream flowing from the nozzle. The optimal value is h 2-4 d, where d is the diameter of the wires to be straightened 11. To create 1 uniform conditions of ionization in the arc gap 20 and 51 to grind the material of the sputtered wires t1, nozzles 2 and 3 are elongated (Fig. 3) in the direction supplying sprayed wires 11. No.j the minimum dimensions of the output sections of the nozzles and the diameter of the sprayed wires are related by the ratio L 1.2 (J is the length of the nozzle at the cut, mm; d is the diameter of the sprayed wire, mm; оС is the angle between the sprayed wires in the place of their intersection; L- the width of the nozzle on the cut, mm. The order of f, b from the diameter of the sputtered wire d was obtained experimentally.With smaller values of 8, b, the sputtered arcuate melt drops fall on the surface of the body and adhere to it, and with large values of these quantities the flow of compressed air increases without increasing productivity and quality the spraying process. Such a design of the nozzle apparatus provides along the whole length of the arc gap 20 almost identical conditions for the arc and for raspisheni of the wire material 11, as well as the formation of a working jet nsportiruyuschego gas with a large opening angle providing optimum angle raspsha (much larger than in known constructions), which makes it possible to increase the quality of the applied coating while reducing the distance against the usual - the nozzle base material (product). The spray head electrometallizer works as follows. The operator checks the position of the wire intersection point 11, which is positioned opposite the middle of the nozzles 2 and 3. For this purpose, adjustment of the position change of the current-carrying shoes 12 is provided. Then the current-carrying cables are connected to the network, the transporting gas is fed into the collector 4, the wire feeder 7 is turned on When the arc is burning, the inner edges of the wires expand, while moving in the transverse (in direction to the wires 11) direction 4 And high-speed jets that intersect in the arc gap aza disrupted tiny droplets of molten metal and vapor. The gas flow (Fig. 2) is formed by jets flowing out of the nozzles, the dynamic axes of which intersect in the arc protrusion, the interstice of the resultant working jet, which is directly intended to accelerate and transport the dispersed metal particles to the protected surface of the product. The zone of maximum dynamic head of the resulting gas flow-g coincides with the zone of its constriction, and its center is located at the intersection point of the dynamic axes of gas flows from nozzles 2 and 3 in the upper part of the arc gap. Behind this point, the resulting gas flow expands and the shielding by the upper edge of the lower portions of the arc gap does not occur, the direction of movement of the carrier gas across the sputtered wires ensures uniform ionization of the arc gap. This contributes to a fine uniform dispersion and rapid dispersal of the sprayed particles to high speeds, and, moreover, shortened: the path of the molten metal droplets (across the wires, and not along them as in the prototype) also contributes to the grinding of the sprayed material. The value of the specific heat gain, on which the temperature of the sprayed layer, and consequently, the metallization (cold or hot), is inversely proportional to the area of the spray pattern - the surface area of the product on which the sprayed coating forms at a fixed head. In turn, the area of the sprayed spot is related to the distance from the surface of the product to the nozzle and the spray angle of the spray head with the following relation (Fig. 4): 5, rcfr | spray spot area; dimensionless coefficient; distance from the nozzle to the surface to be treated (distance of dusting); spray head angle In order to maintain an optimum spot area of the patch of 6pp t that provides the desired spray mode, it is possible to change both the spray distance B and the spray angle) f. It is known that when aluminum coatings are applied, an increase in the sputtering distance leads to a significant increase in the content of oxides in the coating, which reduce its quality. Therefore, in order to improve the quality of the coating, it is advisable to reduce the spraying distance by increasing the spray angle. The angle of the solution of the resultant transport gas current used for acceleration and conveying of the sprayed particles lies in the proposed spray head in the range of 40-75, which provides a much larger dispersion angle than the jet of a single nozzle (prototype), whose solution angle is 17. This makes it possible to ensure the regime of chololite spraying with a reduced nozzle-to-20 mm distance to the product and to improve the quality of the sprayed coating due to the higher speeds of particles sprayed onto the base metal. The maximum velocity and kinetic energy of the sputtered particles acquire on the path of 25-40 mm, and then their speed gradually decreases. Reducing (due to the shorter path and higher speeds) the time the sprayed particles are in the molten state reduces the amount of oxides in the coating, which also improves its qualities. Example. An aluminum anti-corrosion coating was applied to the inner surfaces of the sealing groove of the cargo hatch of a sea dry cargo ship. Product material - steel of Art. GOST 380-71; groove width 60 mm; the depth of the slot on the long side is 200 mm; the depth of the slot is on the short side of 65 mm. The surface preparation (removal of rust, scale and the formation of the required surface microrelief) was carried out by blowing a split iron cast (fractional size 1.6-2.5 mm) using a shot blasting apparatus. The gap in time between surface treatment and coating did not exceed 30 minutes. Coating was carried out with the proposed device. The distance b from the nozzles to the wires to be sprayed was 5 mm. The intersecting carrier gas flows were formed by nozzles that had a width of 2.4 mm, a length of 10 mm, and an angle of 2 A between the gas flow axes in the output sections of the nozzles were 30 °. The spray angle was 75 °. The filler material is aluminum wire Sv A97 GOST 7871-75 with a diameter of 2 mm; When coating was applied, the following mode was maintained: current 60-80 A; air pressure in the supply line 0.6 NPA (6 kg / cm); flow rate 2-2.5 m / min; spraying distance 25-35 mm; the thickness of the coating was in the range of 0.25-0.30 mm. The control of the coating thickness was carried out: using an MT-30 N thickness gauge. The strength of the coating with the base metal (measured by the adhesive method) was 15-25 MPa (150-250 kg / cm). The coating had the appearance of a uniform fine-grained matte layer without large inclusions. The use of the proposed method of applying metallization coatings provides, in comparison with known methods, an improvement in the quality of the coating with a significant 2-8 fold reduction in the spraying distance, which is of crucial importance when applying anti-corrosion coatings on the inner surfaces of the slots AND hard-to-reach surfaces.

Фиг. IFIG. I

Claims (1)

СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в подаче проволок в изогнутые направляющие трубки распылительной головки электрометаллизатора до их пересечения, расплавлении их электрической дугой, возбуждаемой между концами проволок, и распылении полученного расплавленного металла пересекающимися потоками транспорти рующего газа, подаваемого через сопла, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металлизационного покрытия, для подачи газа используют сопла удлиненной формы с точкой пересечения их газовых потоков в зоне горения дуги, одинаково расположенные по обе стороны плоскости симметрии распылительной 'головки, причем ширина сопла на срезе превьвпает диаметр проволок в 1,2-1,5 раза, а длина сопла на срезе определена из соотношения где В - длина сопла на срезе, мм; 8 - диаметр проволоки, мм;METHOD OF PRODUCTION OF PRODUCTS, which consists in feeding wires to the curved guide tubes of the spray head of the electrometallizer until they intersect, melting them with an electric arc excited between the ends of the wires, and spraying the molten metal obtained by intersecting flows of transporting gas supplied through nozzles, characterized in that In order to improve the quality of the metallization coating, elongated nozzles with a point of intersection of their gas flows in the combustion zone are used for gas supply arcs equally spaced on both sides of the symmetry plane of the spray head, the nozzle width on the cut being 1.2-1.5 times the diameter of the wire, and the nozzle length on the cut is determined from the relation where B is the nozzle length on the cut, mm; 8 - wire diameter, mm; об — угол между проволоками в месте их пересечения.about - the angle between the wires at their intersection.
SU833605335A 1983-06-15 1983-06-15 Method of deposition of metal coating on articles SU1123744A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833605335A SU1123744A1 (en) 1983-06-15 1983-06-15 Method of deposition of metal coating on articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833605335A SU1123744A1 (en) 1983-06-15 1983-06-15 Method of deposition of metal coating on articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1123744A1 true SU1123744A1 (en) 1984-11-15

Family

ID=21068447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833605335A SU1123744A1 (en) 1983-06-15 1983-06-15 Method of deposition of metal coating on articles

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1123744A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537476C1 (en) * 2013-07-23 2015-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Перспектива" Metal plating method
RU197600U1 (en) * 2020-01-24 2020-05-15 Общество с ограниченной ответственностью "Термал-Спрей-Тек" Nozzle assembly of an electric arc metallizer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1, Авторское свидетельство СССР № 703146, кл. В 05 В 7/22, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР № 308103, кл. С 23 С 7/00, 1969. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537476C1 (en) * 2013-07-23 2015-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Перспектива" Metal plating method
RU197600U1 (en) * 2020-01-24 2020-05-15 Общество с ограниченной ответственностью "Термал-Спрей-Тек" Nozzle assembly of an electric arc metallizer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI90738C (en) Supersonic heat spray gun and coating procedure
KR850000598B1 (en) Thermal spray apparatus
EP2654966B2 (en) Improved thermal spray method and apparatus using plasma transferred wire arc
EP0293945B1 (en) Apparatus for delivering a consistent, continuous flow of powder
US8076607B2 (en) Method and apparatus for depositing raised features at select locations on a substrate to produce a slip-resistant surface
US2982845A (en) Electric arc spraying
US4386112A (en) Co-spray abrasive coating
US5245153A (en) Depositing metal onto a surface
US10730063B2 (en) Plasma transfer wire arc thermal spray system
US4095081A (en) Electric arc metal spraying devices
EP0024949B1 (en) Apparatus and method for spray metallizing a corrodible metal substrate with a protective metal
US5847357A (en) Laser-assisted material spray processing
JPH06501131A (en) High-speed arc spraying equipment and spraying method
JPH01215961A (en) Laser thermal spraying method
US6372298B1 (en) High deposition rate thermal spray using plasma transferred wire arc
JP2001512364A (en) Improved plasma transfer wire arc spray apparatus and method
US4604306A (en) Abrasive blast and flame spray system with particle entry into accelerating stream at quiescent zone thereof
EP0052821B1 (en) Flame spraying device with rocket acceleration
SU1123744A1 (en) Method of deposition of metal coating on articles
WO2007091102A1 (en) Kinetic spraying apparatus and method
US5439714A (en) Method for thermal spraying of an inner surface
US4782205A (en) Method of welding involving weld bead shaping and arc deflection and apparatus for practicing said method
US4269867A (en) Metallizing of a corrodible metal with a protective metal
JPH0347958B2 (en)
JPH04276058A (en) Manufacture of dispersion plated steel sheet and torch to be used