Устройство для электродугового распыления материалов

 

Изобретение касается нанесения покрытий на поверхность изделия ,в частности, электродуговых устройств, предназначенных для нанесения покрытий из проволочного материала, и может быть использовано в электрометаллизаторах. Цель - повышение производительности устройства и качества покрытия. Для этого сопла снабжены стредством для выравнивания динамического напора струи по ее длине, состоящим из ступенчатого диффузора и сплошной обечайки. При этом сопла установлены с возможностью перемещения вдоль осей выходных патрубков и связаны с ними посредством подвижного соединения. Кроме того ступенчатый диффузор выполнен с отношением площади проходного сечения последующей ступени к площади проходного сечения предыдущей ступени 1,05-1,70. Средство для выравнивания величины динамического напора струи по ее длине выполнено из диффузора и обечайки с перфорированными стенками со степенью перфорации 45-55%. Обечайка выполнена с относительной длиной 3-10 по отношению к внутреннему эквивалентному диаметру обечайки. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1484 76

А1 (59 4 В 05 В 7 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ Il+IT СССР

1 (21) 4214313/31-05 (22) 02.02.87 (46) 07.06.89. Бюл. й,21 (71) Белорусское республиканское на.учно-производственное объединение порошковой металлургии (72) В.С.Миргородский, Я.З.Тихонович, В.С.Ивашко-и В.П.Михальков (53) 678.056(088.8) (56) Патент ГДР У 98622, кл. В 05 В 7/22, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОГО

РАСПЫЛКНИЯ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение касается нанесения покрытий на поверхность изделия, в частности электродуговых устройств, предназначенных для нанесения покрытий из проволочного материала, и может быть использовано в электрометаллизаторах. Цель — повышение производительности устройства и качества поИзобретение относится к нанесению покрытий на поверхность изделия, в частности к электродуговым устройствам, предназначенным для нанесения покрытий из проволочного материала, и может быть использовано в насадках, головках и других устройствах для получения струи с равномерными характеристиками по их длине.

Цель — повышение производительнос,ти устройства и качества покрытия.

На фиг. 1 изображено устройство для электродугового распыления материалов, вид сверху; на фиг, 2 — то же, вид сбоку; на фиг, 3 — сопла со сту2 крытия ° Для этого сопла снабжены средством для выравнивания динамического напора струи по ее длине, состо-. ящим иэ ступенчатого диффузора и сплошной обечайки. При этом сопла установлены с возможностью перемещения вдоль осей выходных патрубков и связаны с ними посредством подвижного соединения. Кроме того, ступенчатый а диффузор выполнен с отношением площади проходного сечения последующей ступени к площади проходного сечения предыдущей ступени 1,05-1,70. Средство для выравнивания величины динамического напора струи по ее длине выполнено из диффузора и обечайки с перфорированными стенками со степенью перфорации 45-55Х. Обечайка выполнена с.относительной длиной 3-10 по отношению к внутреннему эквивалентному диаметру обечайки. 3 з.н. ф-лы, 4 ил. пенчатым диффузором; на фиг. 4 — сопло с коническим диффузором и обечайкой. с перфорированными стенками.

Устройство для электродугового .распыления материалов (фиг. 1 и 2) представляет собой трубчатый коллектор 1, закрепленный на передней стенке головки 2 металлизатора с помощью . с гаек 3, обеспечивающих перемещение коллектора в направлении, перпендикулярном плоскости передней стенки 2, при настройке и регулировке процесса распыления плавящейся проволоки.

Коллектор 1 имеет два входных и три выходных патрубка (два боковых 4

4376

25

40

3 148 и один центральный 5). Оси боковых патрубков наклонены под углом e(=1555 к оси центрального патрубка.

В выходные патрубки ввинчиваются сопла 6, связанные с выходными пат рубками посредством подвижного соединения. Длина нарезкой части атруб" ков составляет не менее их двух диаметров для настройки и регулирования режима распыления проволочных электродов 7 путем ввинчивания и вывинчивания сопел 6. Сопло б снабжено средством для выравнивания динамического напора струи по ее длине и .состоит из цилиндрической трубки 8 с резьбой на ее наружной поверхности и конического конфузора 9 (фиг. 3 и 4). Средство для выравнивания динамического напора струи по ее длине выполнено в виде ступенчатого диффузора 10 и цилиндрической тонкостенной обечайки 11. Последняя выполнена сплошной с гидравлически гладкой внутренней поверхностью (фиг. 3). Диффузор 10 выполняется ступенчатым с отношением площади проходного сечения после9 дующей ступени F к площади проход/ ного сечения предыдущей ступени F

F II из двух близлежащих, равным —, = 1,051,70. Кроме того, средство для выравнивания динамического напора струи по ее длине . выполнено в виде конического диффузора 12 .с углом конусности 6-15 (фиг. 4) и перфорированной обечайки 13 со степенью перфорации 45-55Х. Обечайка 11 и перфорированная обечайка 13 могут быть выполнены с относительной длиной

--=3-10, где 1 — длина обечайки; 1э

d — внутренний эквивалентный диа9 метр обечайки.

Устройство работает следующим образом.

Распыляющий воздух либо газ, поступая из сети во входные патрубки, подается к трем выходным патрубкам, соплам 6, ускоряется в конфузоре 9 до звуковой и в диффузоре .10 или 12 до сверхзвуковой скорости.

Сверхзвуковой поток обдувает проволочные электроды 7, к которым подводится напряжение и на концах которых возникает электрическая дуга.

Концы проволочных электродов под действием электрической дуги плавятся.

Расплавленные частицы металла ускоряются сверхзвуковым потоком газа и наносятся на поверхность изделия (подложку).

При работе сопла в нерасчетном режиме с помощью перфорированной обечайки гасятся скачки уплотнения и волны разряжения. Скорость сверхзвукового потока и давление по оси струи выравниваются.

Аналогичный эффект достигается в соплах со ступенчатым диффузором

F /(1 при отношениях — =1 05-1 70 и — =

РI 1 У э

=3-10 (фиг. 3) .

Режим распыления регулируется с целью обеспечения оптимальных условий дробления и ускорения плавящегося металла для получения максимальной производительности электрометаллизатора.

Регулирование осуществляется как перемещением всего коллектора 1 вдоль оси центрального выходного патрубка вместе с выходными патрубками, так и вывинчиванием и ввинчиванием сопел в выходные патрубки.

Перемещением коллектора 1 вдоль оси центрального патрубка перемещается точка воздействия динамических напоров боковых струй на очаг плавления проволочных электродов вдоль оси центрального патрубка, приближая либо удаляя эту точку от точки схождения проволочных электродов, где происходит их плавление °

Оптимальное расстояние точки схож дения боковых струй от точки схождейия электродов лежит внизу по ходу распространения струи на 5-10 мм.

Регулирование величины динамичес» ких напоров боковых струй в очаге плавления проволочных электродов с целью установления их оптимальной

: величины осуществляется ввинчиванием и вывинчиванием боковых сопел на 2t0 мм. При этом выходные. сечения боковых сопел приближается либо удаляются от точки схождения их осей, увеличивается либо уменьшается динамический напор боковых струй в очаге плавления электродов. .>Оптимальные величины динамических напоров боковых струй в точке схождения их осей составляют 70 903 динамического напора центральной струи в этой же точке и находятся на расстоянии б"10 диаметров выходного сечения боковых сопел от их среза.

5 14843

При перемещении коллектора 2 вдоль оси центрального выхолного патрубка выходное сечение центрального сопла располагается как можно ближе, насколько позволяют токоподводящие баш5. маки и проволочные электроды, к зоне плавления электродов для обеспечения максимального динамического напора центральной струи. Это обеспечивает максимальные скорости распыляемых частиц проволочного электрода у подложки, приводя к увеличению прочности сцепления с подложкой наносимого покрытия. 15

Регулировка величины динамических напоров струй с целью оптимизации производительности процесса распыления путем ввинчивания и вывинчивания всех трех сопел обеспечивает увеличе- ние производительности металлизатора на 15-20% по сравнению со случаем, когда сопла закреплены в выходных патрубках коллектора неподвижно.

Таким образом, устройство для 25 электродугового распыления материала повышает прочность сцепления напыляемого покрытия с основой на 18-23% производительность процесса распыпения проволочных электродов повьппается на 15-20%.

Повышение прочности сцепления покрытия с основой достигается за счет использования сопел со ступенчатым диффузором или перфорированных сопел, не требующих стабилизации давления

35 газа перед ними. Величина располагаемого давления при этом возрастает на

20-.25%, скорость и динамический напор газа за соплом повышаются при ,обеспечении равномерных характеристик по оси струи газа.

Повьппение производительности процесса распыления проволочных электродов достигается подвижностью сопел относительно выходных патрубков.

76

Устанавливаются посредством ввертывания и вывертывания сопел оптимальные расстояния от среза сопла до точки пересечения их осей, оптимальное соотношение динамических напоров боковых струй и центральной струи, обеспечивая тем самым максимальную производительность распыления плавящихся проволочных электродов.

Формула изобретения

1. Устройство для электродугового распыления материалов, содержащее коллектор с входными и выходными патрубками и соплами, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства и качества покрытия, сопла снабжены средством для выравнивания динамического напора струи по ее длине, состоящим из ступенчатого диффузора и сплошной обечайки, причем сопла установлены с возможностью перемещения вдоль осей выходных патрубков и связаны с ними посредством подвижного соединения.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ступенчатый диффузор выполнен с отношением площади проходного сечения последующей ступени к площади проходного сечения предыдущей ступени 1,05-1,70.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что средство для выравнивания величины динамичес-. кого напора струи по ее длине выполнено из диффузора и обечайки с перфорированными стенками со степенью пер форации 45-55% °

4. Устройство по пп. 1 — 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что обечайка выполнена с относительной дли ной 1/й =3-10, где 1- длина обечай

9 ки; d — внутренний эквивалентный диаметр обечайки.

1484376 (PE Я

Составитель К.Федоров

Техред М.Дндык Корректор Л.Патай

Редактор- И, Горная

Тираж 563

Заказ 2966/4

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101