Технологическая карта электродуговой металлизации цинком. Электродуговая металлизация. Способ газотермического напыления, используется для восстановления и упрочнения рабочих поверхностей изношенных деталей и для защиты от коррозии металлоконструкций. Что

Металлизатор электродуговой — комплекс оборудования для дуговой металлизации поверхностей деталей и оборудования с целью защиты от коррозии и восстановления износа напылением металлических покрытий. Для работы используются алюминий, цинк, сталь и их сплавы. Получаемое покрытие имеет повышенные износостойкие, антикоррозионные свойства.

Мы предлагаем следующие металлизаторы:

Комплект оборудования электродуговой металлизации ТСЗП-LD/U2 300

Назначение комплекта оборудования электродуговой металлизации ТСЗП-LD/U2 300:

Основное назначение — нанесение антикоррозийных покрытий на большие поверхности: мосты, металлоконструкции, аппараты, емкости, выхлопные шахты ГПА, дымовые трубы. С помощью данного комплекта можно осуществлять алитирование и цинкование конструкций после монтажа. Установка отличается производительностью, высокой надежностью, легкостью настройки. Широко используется в России и за границей для защиты сооружений от коррозии в морской и пресной воде и в атмосфере. Конструкция установки включает в себя блок питания, выносной блок пуш-двигателей с системой управления и горелку. Использование возможно как в условиях цеха, так и в полевых

Комплектация оборудования электродуговой металлизации ТСЗП-LD/U2 300:

Ручной пистолет LD/U2 с системой открытых и закрытых сопел
Распыление проволоки осуществляется за счет сжатого воздуха
Регулируется на диаметр 1,6, 2,0 и 2,5 мм
Набор шлангов LD/U2 300 А длиной 3,5 м, комплектуется фитингами
Подающий шланг LD/U2 длиной 8 м имеет с одной стороны быстро-съемное соединение
Набор инструмента для обслуживания комплекта оборудования
Документация на русском языке
Устройство для подачи проволоки

Технические характеристики:

Назначение комплекта оборудования:

Основное назначение — автоматизированное нанесение защитных металлических покрытий на особо сложные поверхности деталей и оборудования. Отличается большим набором настроек, удобством в эксплуатации и легкостью обучения работе. Кроме того, возможно использование в составе автоматизированных комплексов.

Группа компаний ТСЗП осуществляет поставку установок и комплексов, оборудуя их промышленными роботами Kuka и ABB, манипуляторами, вращателями, шумозащитными камерами, системами вытяжно-проточной вентиляции и воздушными фильтрами. Кроме того, мы осуществляем техническое обслуживание, поставку запасных частей и выполняем наладку комплексов напыления. Вы всегда можете обращаться к нам за квалифицированной помощью.

Комплектация оборудования электродуговой металлизации ТСЗП SPARK 400:

Технические характеристики:

Электродуговая металлизация – процесс нанесения покрытия, при котором для нагрева/расплава проволочного материала используется электричество. Постоянный ток различной полярности подается на две расходные проволоки, благодаря чему зажигается дуга, происходит расплавление проволок и отделяемые частицы материалы потоком сжатого воздуха переносятся на поверхность напыления.
Использование постоянного тока позволяет стабилизировать дуговой разряд и тщательно контролировать параметры напыления.

Рис. 1. Электродуговая металлизация

Особенности
Электродуговая металлизация характеризуется отличной, по сравнению с другими технологиями, производительностью, высоким КПД. Помимо этого, оборудования для электродуговой металлизации отличается простотой использования, неприхотливостью использования, невысокими требования к инфраструктуре подключения, что позволяет ее использовать как в условиях цеха со стационарными линиями электричества и сжатого воздуха, так и в условиях вне цеха, где достаточно дополнительно использовать широко распространенные промышленные компрессора и электрогенераторы.
Материалы для электродуговой металлизации производятся в виде проволок, в том числе и порошковых.
Электродуговая металлизация предполагает использование электрической энергии для расплавления материала. Отсутствие открытого пламени и горения, как такого, позволяют применять электродуговую металлизацию в закрытых пространствах. Широко известно применение электродуговой металлизации для напыления внутренних поверхностей цистерн хранения и перевозки пищевых и нефтепродуктов, балластных танков; допускается применение металлизации и внутри вентилируемых шахт и т.д.
Спектр используемых материалов ограничивается обязательным наличием в подаваемом материале проводящих элементов. Электродуговая металлизация не применима для нанесения полимерных, керамических и других непроводящих материалов.

Применение
Наиболее распространенным использованием электродуговой металлизации является нанесение легкоплавких материалов (Zn, Al, их сплавы). Системы покрытий на основе цинка, алюминия, сплавов на их основе а также добавления магния титана и других элементов характеризуются низким электрохимическим потенциалом, что позволяет использовать их в целях защиты от коррозии конструкционных сталей.
Такие покрытия предотвращают коррозию не только тем, что изолируют стальные поверхности от коррозионного воздействия окружающей среды как лакокрасочные материалы. Отрицательный, по отношению к стали электродный потенциал гальванически защищает поверхность от коррозии даже в случае локальных повреждений покрытия. Кроме того, при применении таких покрытий в принципе невозможно развитие подпленочной коррозии, что очень часто происходит при использовании лакокрасочных материалов.
Еще одно существенное преимущество металлизационных покрытий заключается в высокой адгезии металлических покрытий. Причем с течением времени адгезия только возрастает за счет взаимной диффузии металлов, тогда как любое лакокрасочное покрытие рано или поздно теряет адгезию и отслаивается ввиду принципиальной разнородности материалов.

Рис.2 . Нанесение антикоррозионного покрытия на зону переменной смачиваемости морской платформы.

Помимо антикоррозионных покрытий, электродуговая металлизация может применяться для нанесения износостойких покрытий.
Использование специально разработанных порошковых проволок подразумевает трехстадийный процесс образования покрытия: сначала от энергии металлизатора расплавляется оболочка порошковой проволоки, плавление представляет собой эндотермическую реакцию; выделяющееся при плавлении оболочки тепло проплавляет шихтовую смесь, наполняющую шнуровой материал.
Электродуговая металлизация, в отличие от широко применимого для нанесения износостойких покрытий высокоскоростного напыления, обладает большей производительностью и мобильность, что делает ее отличной альтернативой для создания износостойких покрытий, при этом нанесение покрытий ЭДМ значительно дешевле, однако отличительной особенностью от HVOF-покрытий является высокая пористость, что может в некоторых случаях привести к коррозии, а также меньший уровень адгезии.

Центр защитных покрытий - Урал (ЦЗПУ) освоил процесс электродуговая металлизация (ЭДМ), данный процесс позволяет создать защитное покрытие за счет плавления двух проволок (одинаковых или разных по составу) электрической дугой, горящей между ними при температуре 5000 — 6000 С, с их последующим распылением и переносом на поверхность обрабатываемой детали с помощью газовой струи со скоростью более 100 метров в секунду (аргон, азот, струя сжатого воздуха). Таким образом создается создаётся коррозиестойкое защитное покрытие с высокой прочностью сцепления и низкой пористостью, увеличивается срок их службы деталей в несколько раз. Электродуговая металлизация на нашем предприятии ЦЗПУ производится в специальных, автоматизированных камерах. Наше высокотехнологичное оборудование, позволяет создавать защитные покрытия высокого качества, с долгим сроком службы и с заданными характеристиками.

ЭДМ — электродуговая металлизация

Электродуговая металлизация в России распылением эффективная защита металлов. Детали прошедшие ЭДМ не корродируют, устойчивы в агрессивных средах, работают в разы дольше. Сцепление при ЭДМ (электро дуговая металлизация) частиц с подложкой происходит на шероховатой поверхности. Нанесенные защитные покрытия обладают высокой адгезией к металлу и не отслаиваются от самой конструкции. В результате ЭДМ на поверхность стальных изделий наносятся мелкие частицы, которые формируют покрытие сплошного типа. Достоинства ЭДМ большая (до 15 мм) толщина получаемого защитного слоя. Для улучшения антикоррозионных свойств покрытие металлом поверхности, производится в несколько проходов. При электродуговой металлизации применяется напыление алюминия, цинка, как замена горячего цинкования.

Детали прошедшие электродуговую металлизацию по своему строению, химическому составу и свойствам значительно отличаются от исходных металлов.

Достоинства ЭДМ

Электродуговая металлизация позволяет наносить различные металлы и сплавы, а также большое число соединений и их смеси. Можно напылять различные материалы в несколько слоев, что позволяет получать покрытия со специальными характеристиками.
Равномерное покрытие можно напылить как на большую площадь, так и на ограниченные участки больших изделий.
Напыление является наиболее удобным и высокоэкономичным методом в случаях, когда необходимо нанести покрытие на часть большого изделия.
Основа, на которую производится напыление, мало деформируется.
Технологический процесс ЭДМ обеспечивает высокую производительность нанесения покрытия.

В исключительных случаях электродуговая металлизация является единственным возможным способом долгосрочной защиты конструкций от коррозии и разрушения. Металлические защитные покрытия, нанесённые ЭДМ, имеют протекторные свойства самовосстановления. При механическом повреждении защитного слоя такие места закупориваются окислами металла покрытия. Антикоррозионные металлические покрытия не отслаиваются и не разрушаются при низких температурах, что позволяет использовать их в различных климатических поясах.

Процесс электродуговой металлизации известен давно, и начиная с 50-х годов прошлого столетия, широко применяется для антикоррозионной защиты металлоконструкций. При электродуговой металлизации используется косвенная электрическая дуга, которая горит между двумя токоведущими проволоками. Расплавленные капли электродного металла распыляются в направлении детали потоком сжатого воздуха или защитного газа. По мере плавления проволоки подаются в зону горения электрической дуги двумя парами подающих роликов. Схема процесса представлена на рис. 3.5 .

Плавление электродов происходит в основном за счет энергии, выделяемой дугой в зоне приэлектродных пятен. Среднемассовая температура жидкого металла, распыляемого струей газа, находится в пределах от температуры плавления до температуры кипения. Такой значительный разогрев присадочного материала приводит к существенным потерям легирующих элементов вследствие угара. Устойчивый процесс распыления соответствует режимам горения дуги без коротких замыканий, что обеспечивается наличием динамического равновесия между средней скоростью плавления и скоростью подачи электродов.

Рис. 3.5
1 - проволочные электроды; 2 - подающие ролики; 3 - изоляторы; 4 - воздуходувная трубка; 5 - деталь

При таком режиме на торце электродов сначала происходит накапливание расплавленного металла, а затем его распыление газовым потоком. Наряду с периодическим выбросом порций металла из межэлектродного промежутка при металлизации наблюдается также непрерывное струйное стекание перегретого металла с поверхности электродов. Размеры напыляемых частиц при электродуговой металлизации составляют примерно 100 мкм, что соответствует массе частицы 1,4-10-9 кг. Максимальный размер частиц, за редким исключением, не превышает 200 мкм. Металл, покинувший электроды, продолжает дробиться под воздействием газодинамических сил воздушной струи. Причем это диспергирование во многом зависит как от давления транспортирующего газа, так и от свойств расплавленного металла, в том числе от его перегрева.

Электродуговую металлизацию проводят при давлении сжатого воздуха или защитного газа 0,5-0,6 МПа. Сила тока при электродуговой металлизации колеблется в пределах:

от 35 до 100 А для легкоплавких металлов (алюминия и цинка);
от 70 до 200 А для сталей и сплавов на основе железа и меди.

Напряжение изменяется от 20 до 35 В. Производительность при напылении цинка составляет до 32 кг/ч, алюминия - до 9 кг/ч.

Скорость движения частиц металла в газовом потоке колеблется от 120 до 300 м/с. Это определяет кратковременность их переноса на поверхность детали (время полета составляет тысячные доли секунды) и значительную кинетическую энергию, которая в момент соударения с поверхностью детали переходит в тепловую и вызывает дополнительный разогрев зоны контакта. Удар в момент соприкосновения с поверхностью детали вызывает уплотнение металлизованного слоя и снижает его пористость до 10-20 %.

Электродуговой металлизацией можно получить слои в широком диапазоне толщин от 10 мкм до 1,5 мм для тугоплавких металлов и 3,0 мм для легкоплавких. Производительность электродуговой металлизации составляет 3-20 кг/ч.

Металлизованный слой может наноситься на наружные и внутренние поверхности конструкций под углом распыления расплавленного металла по отношению к поверхности детали от 45° до 90°. Для получения высокого качества покрытия струю распыленного металла направляют перпендикулярно к обрабатываемой детали и выдерживают расстояние от сопла металлизато-ра до изделия (детали) не более 150-200 мм. В табл. 3.4 представлены данные о влиянии дистанции распыления на характеристики металлизованного слоя.

Таблица 3.4 . Физико-механические свойства покрытия при разной дистанции металлизации.

С целью повышения эффективности нанесения покрытий электрической дугой ее интенсифицируют, обдувая потоком газа, накладывая на нее электромагнитные поля или применяя разряды с очень высокой плотностью тока на электродах. Высокую плотность тока получают уменьшением сечения электродов или применением сильноточных разрядов. Уплотнение металлизованных слоев обеспечивают, совмещая процесс напыления и дробеструйной обработки. Дробь направляется так, что ее удары вызывают пластическую деформацию только что напыленного слоя.

Поверхность, предназначенная под металлизацию, должна быть очищена от грязи, масел, ржавчины. Подготовку поверхности чаще всего производят дробеструйной (пескоструйной) обработкой. Перед обработкой поверхности обезжиривают. Для обеспечения удовлетворительной адгезии время между операциями подготовки и металлизации не должно превышать 2-х ч. Для снижения термических внутренних напряжений процесс металлизации следует вести с перерывами между отдельными проходами, не допуская перегрева металлизируемой поверхности.

Вначале металл наносят на участки детали с резкими переходами, углами, галтелями, уступами, а затем осуществляют металлизацию всей поверхности, равномерно наращивая металл. Требуемые размеры, качество отделки и правильную геометрическую форму поверхностей, покрытых распыленным металлом, получают при окончательной механической обработке.

Металлизацию с последующей окраской применяют для защиты стальных металлоконструкций, относят к комбинированными покрытиям. Срок службы комбинированных покрытий за счет синергизма существенно больше, чем сумма сроков службы каждого слоя в отдельности, поэтому их следует применять для долговременной защиты от коррозии стальных конструкций, которые будут эксплуатироваться в средне- и сильноагрессивных средах внутри зданий, на открытом воздухе и под навесами, а также в жидких органических и неорганических средах. Покрытия, полученные методами электродуговой металлизации, применяют для защиты стальных конструкций и железобетонных опор мостов, топливных резервуаров, трубопроводов, оборудования, используемого в тепловых сетях, нефтяной и химической промышленности.

Присадочные материалы

Выбор материала для нанесения покрытия зависит от условий эксплуатации и основных изнашивающих процессов, протекающих на поверхностях. Основным видом присадочного материала является непрерывный проволочный электрод. Применяют как проволоки сплошного сечения, так и порошковые диаметром от 1,0 до 2,5 мм. Скорость подачи проволоки варьируется от 220 до 850 м/ч.

Проволоки сплошного сечения используются преимущественно для создания покрытий на поверхностях под неподвижные посадки (из малоуглеродистых сталей Св-08, Св-10ГА) и подвижных соединений (из высокоуглеродистых сталей Нп-50, Нп-85 и легированных сталей Нп-30Х13, Нп-40Х13, Нп-60Х3В10Ф). Для получения покрытий с высокой твердостью используют порошковые проволоки.

Для создания антикоррозионных покрытий применяются высоколегированные проволоки на железной основе (Св-08Х18Н8Г2Б, Св-07Х18Н9ТЮ, Св-06Х19Н9Т, Св-07Х19Н10Б, Св-08Х19Н10Г2Б, Св-06Х19Н10М3Т), а также проволоки из цветных металлов (никеля, цинка, меди и др.).

Основными цветными антикоррозионными материалами, наносимыми способом электродуговой металлизации на стальные конструкции и изделия, являются цинк, алюминий и их сплавы. Цинковые покрытия являются коррозионностойкими в морской воде и в условиях морской атмосферы. Наибольшее влияние на скорость коррозии цинка в индустриальной атмосфере промышленных городов оказывает содержание в ней окислов серы, а также других веществ (например, хлора и паров соляной кислоты), образующих с цинком гигроскопические соединения.

Возможно, будет полезно почитать: