Устройство для электродуговой металлизации

 

Использование: изобретение относится к устройствам для распыления материалов и может быть использовано при нанесении электрометаллизационных покрытий на детали в области машиностроения, энергетики , авиации для повышения производительности металлизации и качества покрытия. Сущность изобретения: устройство снабжено ультразвуковым преобразователем с концентратором на конце, который установлен перпендикулярно плоскости токоподводов. Причем на торце концентраторавыполнены направляющие каналы, на поверхность которых нанесено электроизоляционное покрытие , а прижимные пластины выполнены неподводящими. 2 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 05 В 7/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Гl

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4716681/05 (22) 10.07.89 (46) 30,11.92. Бюл. М 44 (71) Институт электросварки им. Е.О,Патона (72) Ю.С.Борисов, А.Г.Ильенко, А.Л.Гайдаренко, В.И.Балакин и Е,А.Астахов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1329835, кл, В 05 В 7/22, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ (57) Использование; изобретение относится к устройствам для распыления материалов и может быть использовано при нанесении Изобретение относится к устройствам для распыления материалов и может быть использовано при нанесении электрометаллизационных покрытий на детали в области машиностроения, энергетики, авиации и т,п.

Известно устройство, в котором два сопла для подачи сжатого воздуха расположены соосно плоскости, проходящей через оси электродов, состоящих из направляющих и прижимных пластин.

Недостатком устройства является большой диапазон размеров частиц, образующихся при распылении проволок, что обуславливает высокую шероховатость и пористость нанесенных покрытий. Кроме того, образование большого числа частичек малого диаметра, которые при нанесении покрытий испаряются, что снижает КПД процесса из-за уменьшения коэффициента использования материала проволоки. Ы «177?9бб А1 электрометаллизационных покрытий на детали в области машиностроения, энергетики, авиации для повышения производительности металлизации и качества покрытия, Сущность изобретения: устройство снабжено ультразвуковым преобразователем с концентратором на конце, который установлен перпендикулярно плоскости токоподводов. Причем на торце концентратора выполнены направляющие каналы, на поверхность которых нанесено электроизоляционное покрытие, а прижимные пластины выполнены неподводящими, 2 ил„2 табл.

Целью изобретения является сужение фракции напыляемых частиц, повышение качества покрытий и увеличение производительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено магниТОстрикционным преобразователем с концентратором на конце, который установлен перпендикулярно плоскости токоподводов, причем направляющие размещены на торце концентратора, а прижимные пластины укреплены на токоподводах. Для предотвращения протекания электрического тока по телу концентратора на его торец нанесено изоляционное покрытие.

На фиг.1 — 2 изображено предлагаемое устройство.

Магнитострикционный преобразователь 1 с концентратором 2 на конце установлен в отверстие насадки электрометаллизатора 3 с помощью кронш1777966 тейна 4 и кольца 5. При этом обеспечивается расположение оси преобразователь-концентратор перпендикулярно плоскости, проходящей через оси токоподводов 6. На торце концентратора выполнены пазы-направляющие, обеспечивающие подачу распыляемых проволок 7 в центр выходного отверстия насадки электрометаллизатора.

Надежный контакт проволок с направляющими обеспечивается прижимными пластинами 8, которые укреплены с помощью бандажей 9 на токоподводэх 6, Для предотвращения короткого замыкания по телу концентратора на его торец нанесено электроизоляционное покрытие 10 на основе оксида алюминия. С целью предотвращения истечения воздуха через зазор между концентратором и стенками отверстия в насадке электрометаллизатора установлена резиновая прокладка 11, При напылении покрытия распыляемые проволоки, перемещаясь по трубчатому токоподводу, попадают в полость насадки, а затем в зазор, образованный торцем концентратора и прижимными пластинами.

Двигаясь по сходящимся пазам-направляющим, расположенным на торце концентратора, концы проволок сближаются, В центре выходного отверстия насадки электрометаллизэтора расстояние между концами проволок настолько мало, что между ними зажигается электрическая дуга, обеспечивающая их плавление.

Поток воздуха, подаваемый сначала в насадку с помощью специальных сопел, истекает из выходного отверстия с большой скоростью и распыляет образовавшийся на концах проволок объем жидкого металла.

Возвратно-поступательные перемещения торца концентратора с частотой 25...66 кГц в направлении, перпендикулярном плоскости токоподводов, способствует возбуждению в распыляемых проволоках ультразвуковых колебаний. Контакт проволок с направляющими обеспечивается прижимными пластинами, укрепленными на токоподводах. Одновременно прижимные пластины являются токоподводящими электродами.

Ультразвуковые колебания, распространяясь по распыляемым проволокам, достигают тонкой пленки расплава на их концах и возбуждают в ней акустические микропотоки, которые снижают градиент температур по толщине слоя жидкого металла. В результате уменьшается степень перегрева поверхности расплава и снижается вероятность образования частиц размером менее Зх10 6 м при его распылении потоком воздуха, В процессе напыления ча40

50 периментальной проверки можно сделать вывод, что при нанесении покрытий методом электродуговой металлизации с помощью разработанного устройства сужается диапазон формирующих напыленный слой частиц, повышается коэффициент использования материала проволоки и производительность процесса. Кроме того, напыленное покрытие характеризуется более низкой шероховатостью и пористостью, Формула изобретения

Устройство для электродуговой металлизации, содержащее два сопла для подачи сжатого воздуха, корпус, два токоподвода и прижимные пластины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности металлизации и качества покрытия, устройство дополнительно снабжено ультразвуковым преобразователем с концентратором на конце, который установлен стицы такого размера испаряются, снижая качество процесса за счет снижения коэффициента использования материала проволок.

5 Воздействие ультразвуковых колебаний снижает коэффициент поверхностного натяжения расплавленного слоя, что обуславливает уменьшение максимального размера частиц, образующихся в процессе

10 распыления проволок. Колебания распыляемых концов проволок с ультразвуковой частотой увеличивают скорость эвакуации объема распыленного металла и повышают производительность процесса нанесения

15 покрытий.

Возможность данного устройства на базе доработанного электрометаллиэатора

3М-14М проверяли при напылении алюминиевой проволоки диаметром 2х10 м на

20 образцы иэ Ст.3, а также в емкость с водой.

Для возбуждения ультразвуковых колебаний в распыляемых проволоках использовали магнитострикционный преобразователь с резонансной частотой 44 кГц и ультразву25 ковой генератор прибора УЗДН-2т. На конце магнитострикционного преобразователя укрепили концентратор камертонного типа с пазами, сходящимися под углом 10О, которые и выполняли роль направляющих. Для

30 предотвращения короткого замыкания на торцы ножек камертонного концентратора с направляющими методом газотермичесКого напыления нанесли покрытие из порошка А!20з+ 3% П02 толщиной 2х10 м. В

35 качестве подслоя толщиной 5х10 м испольэовали порошок нихрома.

Результаты экспериментов представлены в табл.1 и 2.

На основании полученных данных экс1777966

Таблица 1

Свойства процесса напыления

Таблица 2

Свойства покрытий, нанесенных с использованием прототипа и разработанного устройства

* — Пористость напыленного слоя определялась методом количественной металлографии на микроскопе "Omnlmet". перпендикулярно плоскости токоподводов, причем на торцах концентратора выполнены направляющие каналы, на поверхность которых нанесено электроизоляционное покрытие, а прижимные пластины выполнены токоподводящими.

1777966

Составитель Ю, Борисов

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н. Король

Редактор С, Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 4154 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5