устройство для электродугового высокоскоростного проволочного напыления

Формула изобретения

Устройство для электродугового высокоскоростного проволочного напыления, включающее корпус, форкамеру, механизм подачи проволочных электродов, узел подвода воздуха и установленное на выходе форкамеры распылительное сопло, отличающееся тем, что распылительное сопло выполнено сверхзвуковым, а узел подачи воздуха выполнен в виде патрубка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается нанесения покрытий, в частности электродугового проволочного напыления различных металлов путем расплавления двух проволочных электродов в зоне воздействия на них электрической дуги и распыления их при помощи потока газа, и может быть использовано в различных областях металлургии и машиностроения, судостроения и судоремонта.

Известны устройства для электродугового напыления покрытий, сущностью которых является одновременное воздействие на распыляемый материал энергии электрической дуги и кинетической энергии газовой струи. В металлизаторе возбуждается дуга между двумя проволочными электродами, изолированными друг от друга и расположенными под острым углом, указанные электроды расплавляются и затем металл распыляется сжатым газом /воздухом, аргоном и др./, при этом скорость полета частиц не превышает 200 м/с.

Наиболее близким к изобретению является устройство для нанесения покрытий, позволяющее производить распыление двух проволочных электродов и нанесение частиц металла на подложку при помощи газового потока, при этом скорость напыляемых частиц составляет до 200 м/с. Коэффициент использования напыляемых материалов составляет не более 60% при невысокой прочности сцепления.

Недостатками известного устройства, выбранного в качестве прототипа, являются

невысокий коэффициент использования напыляемых материалов, не превышающий 60%

невозможность получения более высококачественных покрытий за счет низкой скорости полета частиц более 200 м/с и невысокая прочность сцепления;

высокая пористость, составляющая 10.20%

Технический результат, достигаемый использованием данного изобретения, заключается в повышении коэффициента использования распыляемого материала до 70 80% в получении более высококачественных покрытий за счет увеличения скорости полета расплавленных частиц до 500 600 м/с и в снижении пористости напыленного слоя до 2 3%

Технический результат изобретения обеспечивается за счет того, что устройство для электродугового высокоскоростного проволочного напыления, состоящее из корпуса, механизма подачи проволочных электродов, форкамеры и узла подвода воздуха, имеет сверхзвуковое сопло, жестко соединенное с форкамерой, а патрубок подачи воздуха выполнен в виде патрубка.

Схема устройства высокоскоростного электродугового проволочного напыления представлена на чертеже.

Устройство состоит из корпуса 1, механизма подачи проволоки 2, форкамеры 3, проволочных электродов 4, патрубка подачи газа /воздуха/ в форкамеру 5, сверхзвукового сопла 6.

Устройство работает следующим образом.

В форкамеру 3, закрепленную на корпусе, при помощи механизма подачи 2 поступают проволочные электроды 4, находящиеся под напряжением, и одновременно через патрубок 5 подается газ под давлением 6 8 атм при температуре до 600^oC. При соприкосновении проволочных электродов 4 они расплавляются и жидкие частицы металла, подхваченные потоком газа, через сверхзвуковое сопло 6 направляются к подложке, достигая скорости полета до 600 м/с.

Устройство работает следующим образом.

Напыляли латунь, алюминий и цинк на стальную подложку.

Режим напыления:

Давление воздуха в форкамере, атм 6

Температура воздуха в форкамере, ^oС 600

Скорость воздуха на срезе сверхзвукового сопла, м/с 760 800

Скорость полета расплавленных частиц, м/с до 600

Расстояние от сопла до подложки, мм 100

Полученные данные представлены в таблице.

Коэффициент использования распыляемого материала повышается до 80% за счет того, что при помощи сверхзвукового сопла (с углом расхождения 2 - 3^o) удается получить узконаправленный газометаллический поток, что не ведет к большому рассеиванию частиц, при применении металлизатора без сверхзвукового сопла, минимальный угол расхождения газовой струи составляет 25^o.

Описываемая конструкция электродугового проволочного металлизатора для нанесения металлических покрытий позволяет повысить коэффициент использования материала до 80% повысить прочность сцепления и снизить пористость напыленных покрытий.