Регион:

Газотермическое напыление - металлизация

Газотермическое напыление - металлизация

Напыление (металлизация) является перспективным методом защиты изделий от коррозии. Согласно этому методу, обезжиренную поверхность (ее обезжиривают либо пескоструйной обработкой, либо органическими растворителями), с которой удалена окалина дробеструйной, дробеметной или пескоструйной обработкой, обрабатывают одним из следующих методов.

Влияние температуры на скорость коррозии цинка

Рис. 2.5.  Влияние температуры на скорость коррозии цинка в дистиллированной воде.

Газотермическое (газопламенное) напыление. Пламя специально сконструированной газовой горелки направляют на обрабатываемую поверхность. В точку наибольшей температуры пламени подают с определенной скоростью цинковую проволоку (реже цинковый порошок). Горелку располагают на расстоянии 100-200 мм от поверхности, направляя пламя практически перпендикулярно поверхности. Расплавленные капельки цинка ударяются о поверхность и застывают на ней. 

Таблица 2.11. Уровень дополнительной коррозионной активности цинкового покрытия в различных средах при контактах с различными материалами.

Цинк в контакте с металлом

Окружающая среда

Воздушная

Погружение

Сельская

Промышленная

Морская

Пресная вода

Морская вода

Алюминий и его сплавы

0

0-1

0-1

1

1-2

Алюминиевые и кремнистые бронзы

0-1

1

1-2

1-2

2-3

Марганцовистые бронзы

0-1

1

0-2

1-2

2-3

кадмий

0

0

0

0

0

чугуны

0-1

1

1-2

1-2

2-3

Аустенитные чугуны

0-1

1

1-2

1-2

1-3

Хром

0-1

1-2

1-2

1-2

2-3

Медь

0-1

1-2

1-2

1-2

2-3

Фосфористые и оловянные бронзы

0-1

1

1-2

1-2

2-3

Свинец

0

0-2

0-2

0-3

(2-3)

Магний и магниевые сплавы

0

0

0

0

0

Никель

0-1

1

1-2

1-2

1-2

Медно-никелевые сплавы

0-1

1

1-2

1-2

2-3

Хромо-никелевые стали

(0-1)

(1)

(1-2)

(1-2)

(1-3)

Жесткие припои

0-1

1

1-2

1-2

2-3

Мягкие припои

0

0

0

0

0

Хромистые нержавеющие стали

0-1

0-1

0-1

0-2

1-2

Высоко- и низкоуглеродистые стали

0-1

1

1-2

1-2

1-2

Олово

0

0-1

1

1

1-2

Титан и титановые сплавы

(0-1)

(1)

(1-2)

(0-2)

(1-3)

Примечания:

  • 0 – Цинк и оцинкованная сталь либо не подвергается дополнительной коррозии, либо очень слабой дополнительной коррозии, допустимой при обслуживании;
  • 1 – цинк и оцинкованная сталь будет подвергаться слабой или умеренной дополнительной коррозии, которая может быть терпимой при некоторых обстоятельствах;
  • 2 – цинк и оцинкованная сталь может подвергаться серьезной дополнительной коррозии и обычно требуются дополнительные меры защиты;
  • 3 – цинк и оцинкованная сталь может подвергаться серьезной дополнительной коррозии, и такого контакта между материалами необходимо избегать;
  • ( ) – оценки коррозионного поведения в скобках основаны на очень ограниченном экспериментальном материале и поэтому менее надежны, чем в других случаях.

Примечание: Символ «0» означает, что при наличии контакта между указанными металлами никакой дополнительной защиты не требуется

Источник информации: British Standard Institution.

Технология напыления

Важным вопросом технологии напыления является скорость подачи напыляемого материала. При недостаточной скорости образуются слишком мелкие расплавленные частицы цинка, которые быстро охлаждаются во время полета к покрываемой детали, что приводит к снижению прочности сцепления покрытия и коэффициента полезного использования напыляемого материала. К таким же результатам приводит и слишком большое (свыше 200 мм) расстояние от напыляемого изделия до горелки - покрытие получается рыхлым и непрочным.

При превышении скорости подачи увеличивается зона расплавления проволоки, размер частиц и степень их окисления, что снижает защитные свойства покрытия. Для улучшения сцепления цинкового покрытия наиболее эффективным методом является подогрев детали (оптимально до 150-170°С).

На качество металлизационного цинкового покрытия оказывает влияние состав газа в пламени горелки.  При избытке кислорода происходит повышенное окисление расплавленных частиц цинка, а покрытие приобретает повышенную твердость и хрупкость. При избытке горючего газа в пламени образуются более пористые покрытия.

При таком цинковании стальных изделий для уменьшения пористости покрытия обычно наносят несколько слоев цинка (по 30-50 мкм в каждом слое).

Вместо газовой горелки можно применять распыление и расплавление цинка за счет электрической дуги.

Цинковые покрытия, нанесенные таким способом, являются очень пористыми, поэтому под слоем цинка протекают процессы окисления металла-основы. Характер покрытия хорошо виден на рис.2.6. Эти процессы идут очень медленно (как-никак, катодная защита), но образуются продукты коррозии железа коричневого цвета, и изделия приобретают очень неряшливый вид.

Для уменьшения пористости покрытия разработаны и все более широко применяются методы обработки поверхности путем разгона порошков струей сжатого воздуха через сопла Лаваля до сверхзвуковых скоростей. Частица, разогнанная до сверхзвуковой скорости, при ударе о поверхность мгновенно останавливается, ее кинетическая энергия превращается в тепловую, она расплавляется и прилипает к поверхности. В этом случае пористость покрытия и степень окисления порошка уменьшается в несколько раз.

Покрытие газотермическим напылением

Рис. 2.6. Увеличенная фотография среза цинкового покрытия, полученного методом газопламенного напыления.

Недостатком метода порошкового напыления, кроме высокой пористости покрытия, является невозможность получения качественного (одинакового по толщине) покрытия на большинстве деталей. Узкие щели, тупиковые полости, наконец, внутренняя поверхность - все это участки, которые невозможно покрыть качественно. Разработаны и существуют специальные установки для напыления внутренней поверхности однотипных предметов (например, буровых труб), но все это не решает проблемы.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

comments powered by HyperComments