Розпилювальна головка електрометалізатора

1 Розпилювальна головка епектрометалізатора, що містить сопло для подачі повітря, струмопідводи з електродними дротами, осі яких ле жать в одній площині і перехрещуються за межами струмопідводів, яка відрізняється тим, що вісь сопла розміщена під гострим кутом відносно площини, яка проходить через осі електродів з можливістю перехрещення з нею до точки перехрещення даних електродів та із зміщенням в бік електрода-катода. 2. Розпилювальна головка по п 1, яка відрізняється тим, що сопло для подачі повітря виконане конфузорно-дифузорного профілю Винахід належить до устаткування для напилення метапізаційного покриття на листовий і профільний прокат, трубчат» металоконструкції та труби, а також на поверхні деталей машин та механізмів Відома конструкція пристрою для нанесення електрометалізаційного покриття, яка містить два електроди, що подаються під кутом один до одного з електричним розрядом в точці перехрещення, між електродами (симетрично їм) розміщено повітряне сопло, вісь якого проходить через точку перехрещення електродів (див.кн "Порошковая металлургия и напыленные покрытия" - М Ma-, шиностроение, 1987) В даній конструкції при обтіканні електродів розпилюючим газовим струменем мас місце ряд негативних наслідків, що призводять до зниження якості напиленого покриття Через неможливість безпосереднього впливу розпилюючого струменю на очаг плавлення електродів (точку перекрещения), оскільки останні знаходяться на шляху газового потоку, на поверхні електродів спостерігається виникнення застійних зон, із яких ускладнена евакуація розплавленого електродного металу Це призводить до збільшення діаметру розпилюваних частинок, які погіршують умови формування якісного покриття. При зіткненні розпилюючого струменя з електродами відбувається інтенсивна турбулізація потоку, яка супроводжується втратою кінетичної енергії, що призводить до зміцнення ступеня зростання динамічного напору газового струменя в тій області, де відбувається евакуація розплавленого металу Покриття, які формуються в описаних умовах, характеризуються недостатньо високими показниками модності зчеплення та щільності. Щільність покриттів набуває особливого значення при використанні покриттів для захисту металів від корозії Найбільш близьким з технічної сутності до запропонованого винаходу є а с СРСР № 308103 С23С 71/00 "Розпилююча головка електрометалізатора", яка містить корпус з розміщеними в ньому підводами повітря та струму для електродів, осі яких лежать в одній площині і перехрещуються за межами струмопідводів. струмозніймачами та нахиленим до осі головки повітряним соплом, виконаним у вигляді зігнутої під кутом трубки, яка служить продовженням основного повітряного сопла та відсікачем факелу розпиленого металу В відомому приладі розпилюючий струмень при зіткненні з електродами зазнає інтенсивної турбулізації, що призводить до істотних втрат кінетичної енергії струменя, зміцнення швидкості польоту металізаційних частинок та утворення застійних зон у точці перекрещения електродів. В результаті умови евакуації та диспергування розплавленого металу із цих зон погіршуються, а в металоповітряному струмені переважає фракція частинок, діаметром - 100 мкм, що негативно відображається на міцності напилюваного покриття Крім того, розпилюючий струмінь, який формується в даній розпилюючий голівці в результаті перемішування двох потоків, які витікають з основного та нахиленого сопла, має великий кут розкриття. В результаті відбувається інтенсивне гальмування периферійних шарів струменя об повітря навколишнього середовища, що також зменшує швидкість польоту частинок і, в кінцевому підсумку, якість покриття. В основі винаходу поставлено мету розробити розпилюючу головку металізатора, в якій нове взаємне розміщення конструкційних елементів надає можливість звести до мінімуму втрати кі со ю 00 ю со < О) 35485 нетичної енергії розпилюючого струменя, надаючи металізаційним часгинкам високих швидкостей переміщення, усунути застійні зони, покращити умови евакуації та диспергування розплавленого електродного металу, що підвищить якість напиленого покриття. Для досягнення поставленої мети в розпилюючий голівці електрометалізатора, яка містить • сопло для подачі повітря, струмопідводи з електродними дротами, осі яких лежать в одній площині і перехрещуються за межами електролідводів, відповідно до винаходу, вісь сопла розміщена піц гострим кутом до площини, яка проходить через осі електродів з можливістю перехрещення з нею точки перехрещення електродів та із зміщенням в бік електрода-катода. При цьому сопло для подачі повітря виконане конфузорно-дифузорного профілю Конструкційні особливості запропонованої, • розпилюючої головки дають можливість без перешкод (електродні дроти, дуга) безпосередньо ' впливати на очаг плавлення електродів 1фіґ.2). Це забезпечує максимальне використання енергії розпилюючого струменю та зменшує втрати кінетичної енергії газового потоку, які пов'язані з інтенсивною турбулізацією в зоні зіткнення з електродами . і, що особливо істотно, усуває застійні зони, де інтенсивність впливу розпилюючого струменю на розплавлений метал електродів зведено до мінімуму Розміщення розпилюючого сопла під гострим кутом, наприклад, 65" відносно площини, яка проходить через осі електродів на відстані =5 мм до точки їх перехрещення дає можливість максимально інтенсифікувати евакуацію рідкого металу з електродів. Рідкий металічний прошарок на торці електродів під дією зростаючої аеродинамічної сили інтенсивно видаляється, покращуючи теплопередачу від активних плям електричної дуги до електродів, що сприяє підвищенню продуктивності процесу електрометалізації. Оскільки плавлення електрода-анода в процесі електрометалізації супроводжується утворенням крупнодисперсних частинок, зміщення розпи' пюючого сопла на відстань «1 мм в бік електродакатода, дає можливість покращення умови диспергування розплавленого електродного металу. В результаті гранулометричний спектр розпилюваних частинок, який характеризує металоповітряний струмінь, стає більш дрібним та однорідним, що сприяє підвищенню якості напиленого покриття. Рівномірні по гранулометричному складу розпилювані частинки захоплюються високошвидкісним надзвуковим струменем (число Маха - 1.8) та транспортуються до напилюваної поверхні. Швид кості, які отримують частинки, дають можливість формувати покриття з високою міцністю зчеплення та мінімальною щільністю. Суть винаходу пояснюється фіг 1, де зображено загальний вид винаходу, фіг.2 - газоспектрограми розпилюючих струменів: а - відома головка, б - пропонована головка; фіг.З - граф'к залежності гранулометричного складу металізаційних частинок від конструкції розпилюючої головки - серійні електрометалізатори ЭМ-12М(1), Э М - 17(111), запропонована головка (II). Розпилююча головка електрометалізатора (фіг.1) складається із струмопідводів 1 з електродними дротами 2,3, осі яких лежать в одній площині та перехрещуються за межами струмопідводів і сопла 4 конфузорно-дифузорного профілю, призначеного для подачі повітря. Розпилююче сопло 4 розміщено під кутом =65" відносно площини, яка проходить через осі електродів на відстані =5 мм до точки перехрещення електродів, та зміщене в бік епектрода-катода на =1 мм. Розпилююча головка працює таким чином. Дротяні електроди 2,3, на які через струмопідводи 1 подається напруга, рухаються до точки їх перехрещення, де запалюється електрична дуга, що плавить електродний метал. В момент запалення дуги в сопло 4 подається розпилюючий газ. Сформований в соплі розпилюючий струмінь спрямовується в очаг плавлення електродів, де він евакуює розплавлений метал з електродів, розпилює його на дисперсні частинки і транспортує їх до напилюваної поверхні, де частинки формують покриття. Ця розпилююча головка електрометалізатора була виготовлена та випробувана в лабораторних умовах Приазовського державного технічного університету. Як електроди застосовувався дріт марки А1(99,5 % АІ) діаметром 2 мм. Параметри режиму напилення: струм дуги І = 240 - 260 А; напруга U = =34 В, дистанція до металізованої поверхні L = =110 мм, тиск розпилюючого струменю Р = =0,55-0,6 МПа. За допомогою механізму подачі електроди переміщувалися до точки перехрещення, де запалювалася електрична дуга. В момент запалення дуги в сопло під тиском подавався розпилюючий газ. Сформований розпилюючий струмінь спрямовувався в зону плавлення електродів. Розплавлений електричною дугою метал електродів розпилювався на дрібні частинки t транспортувався до напилюваної поверхні, формуючи покриття. Порівняльні результати випробування покриттів приведені в таблиці. Розпилююча головка Розпилююча головка по заявленому техпо прототипу нічн. рішенню Спосіб підготовки поверхні під напилення Міцність зчеплення, МПа (по методу зрізу) 17,5 12,8 Щільність (в % від густини вихідного дроту) 96 81 0,57 0,5 1,47 1,38 Межа текучості, МПа при розтягненні при стисненні 35485 Як бачимо із отриманих результатів, даний винахід дає можливість усунути застійні зони, надає металізаційним частинкам високих швидкостей переміщення в металоповітряному стру мені, покращує умови евакуації та диспергування розплавленого електродного металу, що призводить для підвищення якості напилених покриттів. V//77/////77/ ФІГ. 1 35485 а Фіг. 2 мкм Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03