Технология металлизации

Тема 5. Технология металлизации

Металлизация является распространенным методом нанесения металла на изношенные поверхности с целью восстановления перво- начальных размеров. Толщина напыленного слоя определяется вели- чиной износа и припуском на механическую обработку.

Так восстанавливают размеры осей, шеек коленчатых валов; уменьшают внутренние трения диаметры изношенных посадочных отверстий  под  втулки;  наносят  антифрикционные  покрытия  опор

скольжения и заделывают в отливках трещины и раковины. Этот ме-

тод ремонта обладает рядом специфических особенностей, которые необходимо иметь в виду, выбирая металлизацию как средство вос- становления деталей.

1. Напыленный металлический слой позволяет получить перво- начальные размеры детали, но не увеличивает ее прочность, посколь- ку не происходит сплавления капелек металла с материалом детали. При ударе о восстанавливаемую поверхность капельки расплющива- ются и заполняют неровности поверхности, в результате чего и про- исходит сцепление, носящее механический характер. Покрытие пред- ставляет собой перекрывающие друг друга чешуйки с наличием мно- жества опор.

2. Металлизационные покрытия по своему строению, химиче- скому составу и свойствами значительно отличаются от исходных ме- таллов. Действительно, под действием высокой температуры плавле- ния и кислорода воздуха отдельные химические элементы металла выгорают. Металлическая капелька в процессе полета окисляется снаружи. При ударе о поверхность детали частицы претерпевают рез- кое охлаждение и деформацию. В результате окисления, частичной закалки и наклепа резко возрастают твердость и хрупкость напылен- ного слоя по сравнению с исходным материалом.

3. Чтобы увеличить сцепление напыленного слоя с восстанав- ливаемой поверхностью, ее делают шероховатой, что несколько сни- жает усталостную прочность детали. Поскольку при металлизации деталь нагревается незначительно, в основном металле не происходит структурных изменений и, следовательно, не меняются его механиче- ские свойства. Качество восстановления деталей металлизацией зави- сит от тщательного выполнения отдельных технологических опера- ций: очистки металлизируемой поверхности; предварительной меха- нической обработки; придания шероховатости, необходимой для лучшего сцепления напыляемого слоя с деталью; изоляции; контроля качества металлизации; окончательной механической обработки.

Очистка металлизируемой поверхности. Эта операция необ- ходима для удаления с восстанавливаемой поверхности жировых и других загрязнений. Она может производиться вручную в моечных ваннах с применением растворителей (керосин, бензин). Для устране- ния коррозии и окисных пленок, а также для создания шероховатости деталь подвергают пескоструйной обработке металлическим песком, причем воздух для очистки должен быть без примеси масла и влаги.

Рекомендуемые материалы

Предварительная механическая обработка. Она осуществля- ется на токарном станке и необходима для придания восстанавливае-

мой поверхности правильной геометрической формы и обеспечения возможности нанесения слоя минимально допустимой толщины (0,7–1,0 мм на сторону).

Придание шероховатости. Операция необходима для обеспе- чения надлежащего сцепления покрытия с деталью. Требуемая шеро- ховатость может быть получена механической, электродуговой обра- боткой. К механической обработке относятся: насечка зубилом, на- катка поверхности, нарезка рваной треугольной или круглой резьбы с прикаткой вершин. Металлизацию необходимо производить непо- средственно после подготовки поверхности с минимальным разрывом по времени.

Металлизация. Наружные поверхности тел вращения металли- зируют на токарных станках, зажимая деталь в центрах, а металлиза- тор крепят на суппорте. При металлизации следует соблюдать сле- дующие правила:

1) расстояние от головки металлизатора до детали должно быть в пределах 100–150 мм, так как скорость частиц в этой зоне макси- мальна;

2) струю  распыляемого  металла  необходимо  направлять  под

углом, близким к 90º по отношению к поверхности детали;

3) в процессе металлизации не допускается повышение темпе- ратуры детали выше 70–80 °C ;

4) угловую скорость детали поддерживают в пределах 20–60 об/мин;

5) толщина напыляемого слоя складывается из припуска на окончательную механическую обработку, который равен для обточки 0,6–1 мм, а при шлифовании 0,4–0,6 мм на сторону, и минимальной толщины слоя после обработки, которая находится в пределах 0,7–1 мм.

Особенностью металлизации внутренних поверхностей втулок и пло-

ских деталей является ограничение максимальной толщины слоя, ко- торая равняется 1,0–1,5 мм для сталей и 2,5–3 мм для цветных метал-

лов. Это вызвано тем, что при остывании слой претерпевает усадку и может произойти отслаивание от основного металла. Последователь-

ное нанесение покрытия тонкими слоями (0,05–0,1 мм) с охлаждени- ем каждого слоя или предварительный подогрев поверхности детали

до температуры 150–300 °C

без дефектов.

позволяет наносить более толстые слои

Напыление внутренних цилиндрических поверхностей в осталь- ном аналогично металлизации наружных поверхностей. Восстанавли-

вать можно втулки диаметром ≥ 70 мм, применяя специальные удли-

нительные угловые головки.

При металлизации плоскостей в несколько проходов направле- ние движения металлизатора меняют обычно на 90º.

Бесплатная лекция: "62 Теоремы Абеля" также доступна.

Для металлизации применяют стальные проволоки.

Контроль качества металлизации осуществляется внешним ос- мотром покрытия. Прочность сцепления обычно проверяют легким про- стукиванием. Плохое сцепление определяют по дребезжащему звуку.

Окончательная механическая обработка. Эта операция, необ-

ходимая для получения заданных размеров и чистоты поверхности, осуществляется обтачиванием или шлифованием после полного осты- вания детали. Применение охлаждающей жидкости является обязатель-

ным. Шейки, работающие в условиях трения, после чистовой обработки

подвергают пропитке в горячем масле в течение нескольких часов.