SU1637977A1 - Process for applying metal coatings - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к защите металлов от коррозии, а именно к способам нанесени  металлических покрытий. Цель изобретени  - повышение производительности нанесени  покрыти . Способ нанесени  металлических покрытий включает приведение в контакт электродов 1, 2 из материала покрыти  и поверхности детали, нагрев контактной зоны до температуры плавлени  материала покрыти . Нагрев осуществл ют пропусканием через зону контакта электрического тока. При достижении температуры плавлени  электродов 1, 2 их перемещают по поверхности детали. Поверхность детали, граничащую с контактной зоной , обрабатывают дуговым разр дом. Дуговой разр д перемещают по поверхности детали синхронно с перемещением электродов. Способ не требует больших материальных затрат при реализации. 1 ил.This invention relates to the protection of metals against corrosion, and more specifically to methods for applying metallic coatings. The purpose of the invention is to increase the performance of the coating. The method of applying metal coatings involves contacting the electrodes 1, 2 of the coating material and the surface of the part, heating the contact zone to the melting temperature of the coating material. The heating is carried out by passing an electric current through the contact zone. When the melting temperature of the electrodes 1, 2 is reached, they are moved along the surface of the part. The surface of the part adjoining the contact zone is treated with an arc discharge. The arc discharge is moved along the surface of the part synchronously with the movement of the electrodes. The method does not require large material costs for implementation. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к защите металлов от коррозии, а именно к способам нанесени  металлических покрытий.This invention relates to the protection of metals against corrosion, and more specifically to methods for applying metallic coatings.

Цель изобретени  - обеспечение производительности процесса нанесени  покрыти .The purpose of the invention is to ensure the performance of the coating process.

На чертеже представлена схема реализации способа нанесени  металлических покрытий.The drawing shows the implementation scheme of the method of applying metallic coatings.

Электроды 1 и 2, разделенные изолирующей прокладкой 3, привод т в соприкосновение с трубой 4. Включают источник тока 5, источник тока дугового разр да 6, механизм 7 перемещени  трубы и электромагнит 8. Возбужденна  устройством 9 электрическа  дуга, взаимодейству  с магнитным полем электромагнита 8, перемещаетс  по поверхности трубы. В результате между графитовым кольцом 10 и трубой 4, вблизи зоны контакта электрода 2 с трубой,The electrodes 1 and 2, separated by an insulating gasket 3, are brought into contact with the pipe 4. A current source 5, an arc discharge current source 6, a tube movement mechanism 7 and an electromagnet 8 are turned on. An electric arc excited by device 9 interacts with the magnetic field of the electromagnet 8 moving along the surface of the pipe. As a result, between the graphite ring 10 and the pipe 4, near the zone of contact of the electrode 2 with the pipe,

происходит обработка поверхности дуговым разр дом.surface treatment with arc discharge takes place.

Обработанный дугой (очищенный) участок трубы попадает в зону контакта с электродом 1, а затем - с электродом 2, где под воздействием электрического тока от источника 5, электроды 1 и 2 из материала покрыти  оплавл ютс  и покрывают трубу тонким слоем расплавленного металла.The arc-treated (cleaned) section of the pipe enters the zone of contact with electrode 1, and then with electrode 2, where under the influence of electrical current from source 5, electrodes 1 and 2 of the coating material are melted and cover the pipe with a thin layer of molten metal.

Скорость движени  трубы, задаваемую механизмом 7, измен ют таким образом, чтобы получить покрытие толщиной 200- 220 мкм. Регулиру  скорость движени  дуги по поверхности трубы достигают получение равного сплошного покрыти . Качество покрыти  оценивают визуально.The velocity of the tube, specified by the mechanism 7, is changed in such a way as to obtain a coating with a thickness of 200-220 µm. By adjusting the arc speed over the pipe surface, an equal continuous coating is obtained. The quality of the coating is evaluated visually.

Дл  нанесени  покрыти  используют как переменный, так и посто нный ток. Направление пропускаемого через поверхность контакта тока заметно вли ет на энергозатраты и в р де случаев (например,Both alternating and direct current are used for coating. The direction of the current passed through the contact surface noticeably affects the energy consumption in a number of cases (for example,

ОABOUT

и ч юand h y

Ч H

дл  цинка) на адгезию покрыти . В то же врем  обработка поверхности дуговым р з- р дом на пор док увеличивает эффекты, достигнутые при использовании в технологии преимуществ посто нного тока.for zinc) for coating adhesion. At the same time, surface treatment by arc order by an order of magnitude increases the effects achieved when using the advantages of direct current in the technology.

Поэтому при реализации способа более эффективно использование посто нного тока. Скорость перемещени  дугового разр да по поверхности трубы дл  получени  качественного покрыти  должна быть не менее 5 м/с.Therefore, when implementing the method, it is more efficient to use direct current. The speed of movement of the arc across the surface of the pipe to obtain a quality coating must be at least 5 m / s.

Обработка поверхности издели  дуговым разр дом со скоростью не менее 5 м/с позвол ет сконцентрировать зону прогрева в узкую область, сформировать химически активную окисную пленк на поверхности издели , котора  раствор етс  в покрытии и, как следствие этого интенсифицировать взаимодействие материала покрыти  с подложкой за счет перемешивани  металла в зоне контакта.The surface treatment of the product with an arc discharge with a speed of at least 5 m / s makes it possible to concentrate the heating zone in a narrow area, to form a reactive oxide film on the surface of the product that dissolves in the coating and, as a result, to intensify the interaction of the coating material with the substrate due to mixing the metal in the contact zone.

Дл  того, чтобы сформировать покрытие с заданной скоростью и толщиной необходимо при отключенном источнике тока 5 или при небольшой плотности тока, пропускаемого через зону контакта заготовки с изделием (до 10 А/мм ) перемещать изделие с заданной скоростью (например, 4- 60 м/мин); включа  источник тока 5, возбудить дуговой разр д устройством 6 и одновременно обеспечить его перемещение (включа  электромагнит 8) со скоростью , при которой изделие прогреваетс  равномерно (скорость перемещени  дугового разр да не менее 5 м/с). С помощью регулируемого источника тока 5 необходимо увеличить ток дугового разр да до величины , при которой на изделии по вл ютс  следы оплавленного покрыти , после чего с помощью источника тока 5 установить такую плотность тока через поверхность контакта заготовок с изделием, котора  обеспечивает формирование покрыти  заданной толщины.In order to form a coating with a given speed and thickness, it is necessary with the current source 5 turned off or with a small current density passing through the zone of contact of the workpiece with the product (up to 10 A / mm) to move the product at a given speed (for example, 4- 60 m / min); switching on the current source 5, to excite the arc discharge by the device 6 and at the same time ensure its movement (including the electromagnet 8) at a rate at which the product warms uniformly (the arc discharge speed is at least 5 m / s). Using an adjustable current source 5, it is necessary to increase the arc discharge current to the extent that traces of the melted coating appear on the product, then using the current source 5 to establish such a current density through the surface of contact of the workpiece with the product that ensures the formation of a coating of a given thickness .

Толщину покрыти  контролируют по расходуемому объему заготовок за некоторый промежуток времени, а также выборочно известными способами (ГОСТ 9,302-79) Указанный пор док обеспечивает формирование покрыти  при минимуме энерго- чзатрат.The thickness of the coating is controlled by the consumed volume of blanks for a certain period of time, as well as by selectively known methods (GOST 9,302-79). The specified order ensures the formation of the coating with a minimum of energy costs.

Скорость нанесени  покрыти  определ етс  величиной тока дугового разр да и плотностью тока, пропускаемого через контактную зону оплавл емых заготовок. При этом качество покрыти  определ етс  плотностью тока, пропускаемого через контактную зону и скоростью перемещени  дугиThe speed of the coating is determined by the magnitude of the arc discharge current and the current density passed through the contact zone of the fused blanks. The quality of the coating is determined by the density of the current flowing through the contact zone and the speed of movement of the arc.

Пример. Дл  реализации способа изготовлена установка по схеме, приведенной на чертеже.Example. To implement the method, an installation was made according to the scheme shown in the drawing.

Электроды имеют форму параллелепипеда , и на торцах выполнены цилиндрические выемки, которые охватывают половину трубы по окружности и обеспечивают зону контакта на поверхности детали. В качестве материала дл  электродов,The electrodes have the shape of a parallelepiped, and at the ends there are cylindrical recesses, which cover half the pipe circumferentially and provide a contact zone on the surface of the part. As a material for electrodes,

кроме алюмини , используют цинк и сплав: 45% Zn и 55% А.besides aluminum, use zinc and alloy: 45% Zn and 55% A.

Скорости нанесени  покрытий приведены в таблице. Из таблицы следует что при скорости перемещени  дуги по поверхностиCoating rates are given in the table. From the table it follows that with the speed of movement of the arc on the surface

трубы 5 м/с, скорость нанесени  покрыти  возрастает в 3,3-4,0 раза дл  всех материалов покрыти ; при скорости перемещени  дуги 10 м/с, скорость нанесени  покрыти  возрастает в 8,3-10,0 раз дл  всех опробованных материалов покрыти ; при скорости перемещени  дуги 100 м/с, скорость нанесени  покрытий возрастает в 28-31 раз дл  всех материалов покрыти ; при скорости перемещени  дуги по поверхности трубы 200 м/с,pipes of 5 m / s, the speed of coating increases by 3.3-4.0 times for all coating materials; when the arc travel speed is 10 m / s, the coating speed increases by 8.3-10.0 times for all tested coating materials; at an arc moving speed of 100 m / s, the coating speed increases by 28-31 times for all coating materials; when the speed of movement of the arc on the pipe surface is 200 m / s,

скорость нанесени  покрыти  возрастает в 42-50 раз дл  всех материалов покрыти .coating speed increases 42-50 times for all coating materials.

При снижении линейной скорости движени  дуги ниже 5 м/с, по способу не удаетс  получить качественного покрытие, такBy reducing the linear speed of the arc below 5 m / s, the method does not succeed in obtaining a quality coating, so

как не удаетс  получить равномерной обработки поверхности дуговым разр дом: на поверхности наблюдались как прожженные участки, так и не обработанные.as it is not possible to obtain a uniform surface treatment with an arc discharge: on the surface both burned areas and not treated surfaces were observed.

Таким образом, способ позвол ет значительно повысить производительность процесса нанесени  покрыти , а скорость нанесени  покрытий возрастает в 3,3- 50,0 раз.Thus, the method allows to significantly increase the performance of the coating process, and the speed of coating increases by 3.3-50.0 times.

Способ прост и надежен, не требуетThe method is simple and reliable, does not require

больших материальных затрат при реализации .high material costs for implementation.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ нанесени  металлических покрытий , включающий приведение в контакт электрода из материала покрыти  и поверхности детали, нагрев контактной зоны до температуры плавлени  материала покры0 ти  путем пропускани  через нее электрического тока и перемещение электрода по поверхности детали, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности процесса, поверхность детали,A method of applying metallic coatings, which involves bringing the electrode of the coating material and the surface of the part into contact, heating the contact zone to the melting temperature of the coating material by passing an electric current through it and moving the electrode along the surface of the part, characterized in that part surface 5 граничащую с контактной зоной, обрабатывают дуговым разр дом, причем дуговой разр д перемещают по поверхности детали синхронно с перемещением электрода.5 bordering the contact zone is treated with an arc discharge, with the arc discharge moving over the surface of the part synchronously with the displacement of the electrode. 77