Способ электродуговой металлизации

 

Использование: для защиты от коррозии деталей различного назначения за счет формирования металлополимерных покрытий . Сущность изобретения: в образованный сжатым воздухом поток материала электродов, расплавленных в электрической дуге, вводят полимер и эндотермически разлагающееся вещество, причем полимер вводят в количестве 28-38% от обьема расплавленного материала электродов на расстоянии 30-50 мм от точки их пересечения , а эндотермически разлагающееся вещество - в количестве 2,5-4,0% от массы полимера на расстоянии 65-85 мм от места ввода полимера. При этом данное вещество имеет температуру плавления на 10-20% ниже температуры плавления полимера и размер частиц 20-40 мкм. 7 табл. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 С 4/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4844064/26 (22) 03:05.90 (46) 07.06.92. Бюл. ¹ 21 (71) Минский филиал Научно-производственного объединения "Техэнергохимпром" и Институт механики металлополимерных систем АН БССР (72) H. Ф. Страх, А. 3. Скороход, Н. А. Якубеня и О. P. Юркевич (53) 621-793 7(088 8) (56) Хасуй А„Моригаки О: Наплавка и напыление. — М.: Машиностроение, 1985, с. 175, Авторское свидетельство СССР

¹ 1359336, кл. C 23 С 4/04, 1985. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ МЕТАЛЛ И,ЗАЦИИ

Изобретение относится к нанесению покрытий газотермическими методами, в частности к электродуговому нанесению металлополимерных покрытий, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Целью изобретения является снижение проницаемости покрытий.

Пример 1. Способ осуществления электрометаллизатором Э M — 14, Применяли в качестве электродов алюминиевую проволоку марки АД-1 Ф 1,6 мм (ГОСТ 7871-75).

Поверхность образцов подготавливали под металлизацию пескоструйной обработкой, Электрическую дугу воспроизводили с силой электрического тока 320 А и напряжением 26 8. Давление воздуха на входе в металлизатор 0,52 МПа, Электрическая дуга расплавляла проволочные электроды. Струя,, Ы, Ä 1738868А1 (57) Использование: для защиты от коррозии деталей различного назначения эа счет формирования металлополимерных покрытий, Сущность изобретения: в образованный сжатым воздухом поток материала электродов, расплавленных в электрической дуге, вводят полимер и эндотермически раз-. лагающееся вещество, причем полимер вводят в количестве 28-38 от объема расплавленного материала электродов на расстоянии 30-50 мм от точки их пересечения, а эндотермически разлагающееся вещество — в количестве 2,5 — 4,0% от массы полимера на расстоянии 65 — 85 мм от места ввода полимера. При этом данное вещество имеет температуру плавления на 10 — 20% ниже температуры плавления полимера и размер частиц 20-40 мкм. 7 табл. сжатого воздуха образовывала конус распыла из расплавленного металла. В конус распыла на расстоянии 40 мм от точки пересечения электродов вводили порошкообразный полиэтилен высокого давления, 00 (ГОСТ 16337-77Е) и на расстоянии 65 мм от 00 точки ввода полиэтилена подавали бикарбо- Qh нат натрия (ГОСТ 2156 — 76) в количестве QQ

3,5% от объема порошкообразного. полиэтилена. Размер частиц бикарбоната натрия

20 — 40 мкм. Температура плавления порошкообразного полимера — полиэтилена и

120 С, а температура разложения бикарбоната натрия 100 С.

Производили напыление на поверхность образцов из стали 3; установленных на расстояние 180 мм от точки-пересечения электродов. Всего напылили 8 образцов с покрытиями, имеющими толщину от 200 до

1738868

1200 мкм. Прочность сцепления покрытия с подложкой определяли по штифтовой методике, проницаемость покрытия — капилляр. ным методом. Отрывали от подложки.

Нижнюю поверхность красили мелом, а верхнюю поверхность покрытия смачивали керосином.

Результаты приведены в табл. 1.

Пример 2. Осуществляли известный способ электрометаллизатором ЭМ вЂ” 12М.

Применяли порошковую проволоку с оболочкой, выполненной из алюминия и.наполненной смесью порошкообразного полиэтилена высокого давления и карбонила хрома 8,5 . Электрометаллизатор регулировали на вылет электродов не более 12 мм. Поверхность образцов подготавливали под металлизацию пескоструйной обработкой, Электрическую дугу воспроизводили с силой электрического тока 320 А и напряжением 268. Давление воздуха на входе в металлизатор 0,52 МПа. Производили напыление на поверхность образцов из стали 3, установленных на расстоянии 120 мм от точки пересечения электродов. Всего напыли-. ли 8 образцов с покрытиями, имеющими толщину от 200 до 1200 мкм, Прочность сцепления покрытия с подложкой определяли по штифтовой методике, проницаемость покрытия — капиллярным методом. Отрывали покрытие от подложки. Нижнюю поверхность красили . мелом, а верхнюю поверхность покрытия смачивали керосином, Результаты приведены в табл. 1.

Для определения оптимального количества подаваемого в конус распыла вещества эндотермически разлагающегося с выделением газов, многократно осуществляли предлагаемый способ электрометаллизатором ЭМ-14 аналогично примеру 1. Причем в качестве порошкообразного . полимера применяли полиэтилен высокого давления (ГОСТ 16337-?7Е), а в качестве вещества, эндотермически разлагающегося с выделением газов, — бикарбонат .натрия (ГОСТ

2156-76) в количестве 1,0-4,5 от массы порошкообразного полимера, Проницаемость покрытия определяли аналогично определению проницаемости в образцах покрытий полимера 1.

Результаты приведены в табл. 2, Пример 3. Определение влияния количества вводимого полимера в конус распыла на свойства покрытия.

Способ осуществляли аналогично примеру 1 ° Было проведено 9 опытов. Напылили 9 образцов с покрытиями, имеющими толщину 300 мкм. Количество вводимого полимера в конус распыла изменяли в пре-. делах 26-40 об. от расплавленного металла электродов, Проницаемость покрытия и прочность сцепления его с подложкой определяли аналогично примеру 1.

5 Содержание полимера в нанесенных покрытиях определяли линейным методом.

Из образцов, напыленных в опытах 1-9, готовили шлифы. С помощью металлографического микроскопа МИМ-9 измеряли и

10 суммировали длины отрезков прямой линии, проходящей через полимерную составляющую на определенной длине секущей линии. Среднее значение полимерной со15 ставляющей в покрытии определяли по восьми секущим линиям. Для различия границ полимера, пор и металла на поверхно- сти шлифа в полимер перед напылением вводили краситель красного цвета.

20 Объемное содержание полимерной составляющей в покрытии определяли по формуле и

li

25 V . 100, где Чп.с. — объемное содержание полимерной составляющей в покрытии;

li- сумма длин отрезков полимерной

30 составляющей на общей секущей линии;

L — длина общей секущей пинии, Полученные результаты по определению проницаемости, прочности сцепления

35 покрытия и содержания полимера в нанесенных покрытиях приведены в табл. 3, Пример 4. Определение точки ввода порошкообразного полимера в конус распыла.

40 Способ осуществляли аналогично примеру1. Было проведено 9 опытов. Напылили

9 образцов с покрытиями, имеющими толщину 300 мкм. Расстояние от точки пересечения электродов до точки ввода полимера

45 изменяли от 20 до 60 мм. Проницаемость покрытия определяли аналогично примеру

1. Содержание полимера в покрытии определяли аналогично определению содержания полимера в покрытии в примере 3.

50 Полученные результаты по. определению проницаемости и содержания полимера в нанесенных покрытиях приведены в табл. 4.

Пример 5. Определение точки ввода

55 бикарбоната натрия в конус распыла.

Способ осуществляли аналогично примеру1. Было проведено9опытов. Напылили .

9 образцов с покрытиями, имеющими тол. щину 300 мкм, Расстояние от точки ввода полимера до точки ввода бикарбоната на1738868

Таблица 1

Прочность сцепления с подложкой, Мпа

Толщина покрытия, мкм

Наименование полимера

Наличие проницаемости

Пример

Материал электрода

44,3

200

Полиэтилен высокого давления

То же

Алюминий

Нет

43,2

42,7

41,6

40,2

39,2

38,0

37,1

38,2

200

То же н

° Ф

Порошковая проволока (оболочка из ал юми и ия) То же

Есть

1200

38.7

37,6

36,3

36,0

35,1

34,2

32,7

Нет трия изменяли от 55 до 95 мм. Проницаемость покрытия определяли аналогично определению проницаемости покрытия в примере1, Полученные результаты приведены в табл. 5.

Пример 6. Определение оптимального размера частиц вещества, эндотермически разлагающегося с выделением газов.

Способ осуществляли аналогично примеру 1. Было проведено 4 опыта. Напылили

4 образца с покрытиями, имеющими толщину 300 мкм. При проведении опытов изменяли гранулометрический состав бикарбоната натрия.

Проницаемость покрытия определяли аналогично определению проницаемости покрытия в примере 1.

Полученные результаты приведены в табл. 6.

Пример 7. Определение влияния температуры разложения вещества с выделением газов на проницаемость покрытия.

Способ осуществляли аналогично примеру 1. Было проведено 4 опыта. Напылили

4 образца с покрытиями, имеющими толщину 300 мкм, При проведении опытов вводили разные вещества, эндотермически разлагающиеся с выделением газов, отличаю5 щийся температурой разложения.

Проницаемость покрытия определяли аналогично определению проницаемости покрытия в примере 1.

Полученные результаты приведены в

10 табл. 7.

Формула изобретения

Способ электродуговой металлизации, включающий плавление.электродов в элек15 трической дуге, распыление продуктов плавления сжатым воздухом при введении в газовый поток полимера и эндотермически разлагающегося вещества, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения прони20 цаемости покрытий, полимер вводят в коли. честве 28-38 от объема расплавленного материала на расстоянии 30 — 50 мм от точки пересечения оси электродов, а эндотермически разлагающееся вещество с темпера25 турой плавления на 10-20 ниже температуры плавления полимера и размером частиц 20 — 40 мкм вводят в количестве

2,5 — 4,0 от массы полимера на расстоянии

65-85 мм от места его ввода в струю.

1738868

Таблица 2

Таблица .3

Расстояние от точки пересечения электродов до точки ввода полимеамм

Количестso вводимого полимера в конус распыла от расплавленного металла электро.ов об.

Опыт

Прочность сцепления с подложкой, МПа

Вещество эндотермически разлагающееся с выделением газов

Порошкообразный полимер

Бикарбонат

3,2 ний этилен натрия

То же

27

28

33

36

38

39

40.ь

39,1

38,2

36,6

35,7

34,8

30,3

26,1

Нет

° I

° !

Есть

Таблица 4

Опыт

Содержание полимера в покрытии, об, %

Расстоя.н ие от точки пересечения электродов до точки ввода полимера, мм

Количество вводимого бикарбоната натрия в конус распыла от полимера, мас. %

Количество вводимого полимера в конус распыла от расплавленного металла электроов, об.

Наличие проницаемости

Полиэтилен

То же

3,2

3,2

3.2

33

33

23,1

24,7

28,1

Есть

Нет

4

Материал проволочных электродов

Алюми ПолиТо же То же

Порошковый полимер

Содержание бикарбоната от полимера, мас. %

3,2

3,2

3,2

3,2

3,2

3,2

3,2

3,2

Содержание полимера в покрытии, об. %

24 8

26,7

28,7

29,1

30,3

36,1

38,2

38,6

Наличие проницаемоЬ сти

1738868

Продолжение табл. 4

Опыт

Есть

Нет

5-20

20-.30

3,2

3,2

2

20-40

3,2

Есть

40-60

Вещество,эндотермически разлагающееся с выделением газов

Бикарбонат натрия

То же

Бикарбонат натрия

Бикарбонат натрия

Содержание бикарбоната натрия от полимера, мас.

Расстояние от точки ввода полимера до точки вво да бикарбоната нат ия, мм

Размер частиц бикарбоната натрия мкм

Таблица 5

Таблица 6

Наличие проницаемости

1738868

Таблица 7

Размер частиц веществаа, мкм

Опыт

Наличие проницаемости

20-40. 108-120

3,2

Есть

20-40 108-120

3,2

100

Нет

190

108-120

108-120

3,2

3,2

20-40

20-40

° Ф

Есть

Составитель Л. Казакова

Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Редактор В. Петраш

Заказ 1978 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по. изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Наименование вещества, эндотермически разлагающегося с выделением газов

Бикарбонат аммония

ИН4НСОз

Бикарбонат натрия йаНСОз

Персульфат калия

КгЗгОо

То же

Количество вводи" .мого вещества в конус распыла от полимера, мас.

Расстояние от точки ввода полимера до точки ввода вещества, мм

Температура плавления полиэтилена, оС

Температура разложения вещества с выделением гаэов, С