Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к способу электродуговой металлизации путем распыления расплавленной дугой бронзы под действием потока азота, исключающего окисление и выгорание легирующих элементов, повышающего коррозионностойкость, твердость и износостойкость покрытий.

Известен и подробно описан способ электродуговой металлизации путем распыления расплавленного дугой металла под действием потока продуктов сгорания углеводородных топлив, существенно снижающий выгорание легирующих элементов (Бурякин А.В., Кузьмин А.В. Электродуговая металлизация с распылением металла продуктами сгорания углеводородных топлив // Сварочное производство, 1993, №3, с. 7-9).

Недостатком известного способа является неполное исключение выгорания легирующих элементов, сравнительно невысокий эффект повышения износостойкости и сложность процесса металлизации.

Целью заявляемого технического решения является полное исключение выгорания легирующих элементов и образования окислов металлов в процессе электродуговой металлизации при одновременном повышении поверхностной твердости и износостойкости покрытия за счет образования нитридов при взаимодействии металлов, входящих в состав электродов и металлизируемой поверхности, с активированным азотом.

Поставленная цель достигается тем, что на металлизируемую поверхность предварительно наносят пастообразную композицию, состоящую из жидкой резольной фенолформальдегидной смолы, способной образовывать при температуре выше 700°С не менее 50% кокса от массы исходного продукта, наполненной мочевиной в массовом соотношении сухая смола:мочевина от 50:50 до 10:90, слоем толщиной от 1,0 мм до 5,0 мм, после чего осуществляют напыление расплавленных дугой бронзовых электродов потоком струи азота, находящегося в баллоне под давлением от 2 до 10 атмосфер.

Температурное воздействие электрической дуги и расплава вызывает деструкцию компонентов композиции, нанесенной на металлизируемую поверхность, при этом резольная фенолформальдегидная смола превращается в кокс (при 700÷800°С из смолы образуется 55% кокса), в порах которого находится реакционноспособный азот, образовавшийся по схеме мочевина - аммиак - атомарный активный азот, вступающий в реакцию с металлами, входящими в состав электродов и металлизируемой поверхности, насыщая ее образовавшимися нитридами, имеющими, как правило, высокую поверхностную твердость, сопоставимую с твердостью алмаза. Кокс в процессе металлизации рассыпается, насыщая расплав и способствуя повышению твердости и износостойкости поверхности, одновременно восстанавливая примеси окислов в исходном металле. Кроме азота в продуктах деструкции фенолформальдегидной смолы и мочевины могут быть только углерод, кислород и примеси соединений из трех указанных элементов.

Пример 1.

В лопастной смеситель загружают 30 мас.ч. (в пересчете на сухой продукт) жидкой фенолформальдегидной смолы марки «Бакелит жидкий» (ГОСТ 4559-71, коксовое число 55%), содержащей 15% воды, после чего добавляют 70 мас. ч. мочевины (карбамида) и перемешивают в течение 10 минут. В приготовленном состоянии композиция может храниться в течение одного месяца.

Перед электродуговой металлизацией композицию, представляющую собой жидкую пасту, наносят слоем 3,0 мм на поверхность металлизируемого изделия, при необходимости разбавив водой, этиловым спиртом или этилцеллозольвом.

Далее в электродуговой металлизатор типа МС-8830 вставляют проволоку из бронзы марки «БрКМц 3-1» ГОСТ 16130-90 и включают аппарат с одновременным направлением потока азота в зону дуги. Процесс длится 20 минут.

Примеры 2÷4 осуществляют аналогично примеру 1, но с изменением параметров в соответствии с таблицей 1.

Свойства получаемых покрытий приведены в таблице 2.

Данные, приведенные в прототипе:

выгорание легирующих элементов и углерода - до 40%;

наличие окислов металлов - до 30%.