METALIZAREA

METALIZAREA

Metalizarea este operatia de acoperire prin pulverizare a suprafetei unui corp metalic sau nemetalic, prin improscare violenta , cu ajutorul unui pistol cu aer comprimat al unui strat subtire de metal sau aliaj topit de o flacara cu gaze sau de un arc electric.

Aderenta la suprafata corpului se realizeaza prin coeziune sau adeziune si suprafata capata proprietatile metalului de metalizare.

Acoperirile prin pulverizare pot fi efectuate si cu materiale ceramice sau plastice depuse pe suprafata de acoperit.

Daca metalul este aplicat fara topirea metalului de baza, se obtine o placare -metalizare prin aderenta, cum sunt: zincarea (galvanizarea), ccositorirea, alamirea, argintarea etc.

Daca la aplicarea metalului de depunere metalul de baza este partial topit, intre ele se produce si o buna coeziune , cu rezultate bune in special la incarcarile de metal dure.

Metalizarea este procesul la care stratul de metal fixat sau topit pe suprafata materialului de baza este un metal; daca metalul aplicat este un metal dur, se obtine o incarcare dura.

Prin aplicarea unui strat de aliaj corespunzator pe suprafata pieselor echipamentelor poat fi realizata o rezistenta marita:

la coroziune daca suprafetele pieselor sunt in contact cu suprafete chimice;

la uzura si abraziune daca suprafetele incarcate sunt in contact cu materialele abrazive;

la ruperi sau la spargeri (crapaturi), daca piesele sunt supuse socurilor.

Suprafata acoperita ofera protectia pe care o are ca si cum intregul ansamblu ar fi confectionat din materialul respectiv.

Metalizarea se foloseste la reparatii de arbori de masini , la piese turnate, la depuneri pentru marirea rezistentei la temperaturi inalte,etc. Picaturile de material pulverizate proiectate asupra pieselor de metalizat se aplatizeaza si adera pe suprafata piesei. Daca piesele de metalizat sunt incalzite, aderenta este si mai buna.

Metalizarea, fata de acoperirile cu vopsea , asigura o durabilitate mult mai mare si are un domeniu mult mai larg de aplicare.

Prin metalizare se executa atat depuneri de metale moi, cat si depuneri dure pana la 500 HB. Procedeele uzuale de metalizare sunt cu flacara de gaze folosite in general pentru depuneri de metale neferoase iar cu arc electric pentru depuneri de oteluri si aliaje dure.

Metalizarea cu flacara de gaze

Metalizarea cu flacara de gaze este folosita pentru depuneri de aluminiu, zinc, plumb etc.,folosindu-se sarme de 1.4 mm diametru.

Daca pentru zinc si aluminiu este suficienta o grosime de depunere intre 40 si 200μm, pentru plumb depunerea trebuie sa fie de ordinul zecimilor de milimetru, adica intre 0,3 si 1 mm. Alegerea grosimii de depunere este in functie de conditiile de exploatare, de durata de exploatare, precum si de solicitarile din timpul exploatarii produsului.

Pentru metalizarea cu flacara sunt necesare:

un pistol de metalizare;

o instalatie compusa dintr-o butelie de oxigen si o butelie de acetilena , fiecare cu cate un reductor si tuburi de cauciuc;

rezervor de aer comprimat.

Metalizarea se executa cu o presiune a acetilenei de 0,5.0,6 daN/cm² (acetilena in butelii). Prin marirea presiunii productivitatea de metalizare creste . Debitul de acetilena si de oxigen este de 250-300 l/h.

Metalele folosite pentru metalizarea prin pulverizare cu flacara de gaze sunt:

zinc-aluminiu-nichel pentru protectia anticoroziva;

plumb pentru instalatiile Roentgen;

alama si bronz pentru ornamentatii;

oteluri cu continut marit de carbon si oteluri aliate cu duritati marite pana la 500 HB pentru incarcari dure;

oteluri crom-nichel pentru marirea rezistentei la coroziune si la temperaturi inalte etc.

Flacara de metalizare trebuie sa fie neutra, iar in cazul metalizarii cu alama se recomanda o flacara usor oxidanta.

Cele mai folosite materiale pentru metalizare cu flacara sunt metalele si aliajele neferoase, in special cele cu temperaturi de topire sub 1000⁰C.

Stratul dupa depunere trebuie sa aiba o anumita densitate; pentru aluminiu nu trebuie sa fie sub 2,5 kg/dm³, iar pentru plumb sub 10,2 kg/dm³.

Metalizarea cu arc electric

La aparatele de metalizare cu arc electric, sarme este topita de un arc electric, iar deplasarea si reglarea vitezei de inaintare a sarmei se face la fel ca si la metalizatoarele cu flacara , adica, cu ajutorul unui rotor mic cu aer.

Metalizatoarele cu arc electric pot fi folosite manual sau montate pe masini unelte. Topirea sarmei se realizeaza prin mentinerea unui arc la tensiunea de 30.45 V, in curent continuu sau alternativ. Curentul in arc variind intre 50 si 150 A.

Ca si la metalizarea cu flacara, fixarea particulelor proiectate pe piese se face prin aplatisarea lor pe suprafata de metalizat si prin aderenta particulelor. Metalul pulverizat adera cu atat mai bine cu cat suprafata piesei este mai asperizata; asperizarea se executa inaintea operatiei de metalizare.

In cazul folosirii la metalizare a sarmelor de otel, este mai indicata metalizarea cu arc electric decat cu flacara de gaze, topirea sarmei realizandu-se mult mai usor.Pentru incarcarea axelor este necesar ca sarma sa aiba un continut de minimum 0,6 % C, sau eventual sa fie folosite sarme de otel aliate cu crom.

Pregatirea pieselor pentru metalizat este foarte importanta pentru obtinerea aderentei necesare. Suprafata de metalizat trebuie curatita de orice fel de impuritati prin sablare sau prelucrari mecanice.

Sablarea se foloseste in general la suprafete plane si cand se aplica straturi pana la 0,5 mm. Pentru incarcarea axelor se foloseste prelucrarea mecanica, in care caz piesele se strunjesc 1.1,5 mm mai mici decat cotele nominale, dupa care se executa o filetare prin executarea unui profil triunghiular cu pasul de 1.1,5 mm si cu adancimea de 0,5.0,6 mm.

Pentru ca suparafata filetului sa fie cat mai aspra, strunjirea se executa fara lichid de racire. La capetele filetului se executa un canal circular de aceeasi adancime. Piesele se supun metalizarii imediat dupa prelucrare, spre a nu se murdari si oxida.

La incarcarea axelor, acestea se fixeaza in strung, iar pistolul de metalizare se fixeaza in caruciorul strungului. Este absolut necesar ca deasupra strungului sa fie prevazuta si o hota pentru exhaustarea gazelor si a fumului produse.

In timpul operatiei de metalizare, se pastreaza o distanta de 80.100 mmintre piesa si arcul electric pentru primele 2-3 straturi si de 120-150 mm pentru urmatoarele straturi. Se recomanda ca in timpul metalizarii temperatura piesei sa nu depaseasca 150⁰C.

Metalizarea se executa cu o viteza periferica a pieselor de 30.40 m/min, iar avansul pistolului se ia de 1.3 mm/rot.

Prelucrarea suprafetelor metalizate trebuie executata cu o viteza redusa , pentru ca sa nu se produca desprinderea stratului metalizat; prelucrarea la cotele finale se executa cu viteze si avansuri reduse, folosindu-se placute din carburi metalice dure, cu taisuri foarte ascutite.

Metalizarea prin pulverizare, fata de incarcarea prin sudare, prezinta avantajul ca in metalul acoperit nu se produce nici o modificare de structura, ci numai o usoara incalzire a piesei, fara deformatii.

Metalizarea cu jet de plasma

Metalizarea (incarcarea) cu jet de plasma foloseste ca sursa de caldura arzatoare cu plasma. Arzatoarele cu un singur arc sunt destinate metalizarii. Pentru incarcarea prin sudare se folosesc arzatoare cu dublu arc, arcul transferat facand metalul de baza sa se topeasca pe o adancime convenabil de adanca .

Uneori arzatorul asigura scaldarea piesei puternic incalzite cu un al treilea jet de gaz inert care o protejeaza in cursul racirii. Deplasarea relativa dintre arzator si piesa se poate face in linie dreapta sau cu balansarea arzatorului, obtinandu-se straturi intre 3-25 mm latime.

Materialul de incarcare trebuie sa aiba in general un punct de topire mai scazut decat materialul de baza, pentru a nu se produce o topire exagerata a acestuia din urma. Cand materialul de incarcare are o temperatura de topire mai inalta decat cea a materialului de baza, i se adauga o substanta purtatoare cu punct de topire mai scazut astfel incat particulele de topire cu punct mai inalt vor fi inglobate intr-o masa de baza cu punct de topire mai scazut.

Materialul de adaos e constituit din pulberi, debitul acestora fiind functie de grosimea dorita a stratului de incarcat, de marimea suprafetei de incarcat intr-un anumit punct, precum si de adancimea de patrundere si de contaminarea admisa in metalul de baza, intrucat pulberea absoarbe o cantitate considerabila de energie termica cu jet si reduce efectul acestuia asupra suprafetei materialului.

De aceea, cand este necesara o contaminare redusa, se va lucra cu debite de pulbere relativ mari si cu viteze de inaintare a arzatorului ridicata.

Vehicularea pulberii la locul de depunere se face cu ajutorul unui gaz care poate fi chiar gazul plasmogen.

Parametrii ce se iau in considerare la depunerea de material este de mare importanta. Exista un optim de granulatie a pulberii, distanta arzator piesa, viteza de debit de gaz plasmogen, viteza de inaintare a arzatorului, puterea si in fine curentul de lucru.

Numarul mare de factori ce intra in considerare, impune ca inainte de trecerea la operatia de incarcare sa se efectueze incercari pentru determinarea regimului optim.

Orientativ, parametri de la care se poate pleca la determinarea regimului optim pentru gaz plasmogen azot sunt:

Procedeul isi gaseste aplicatie pentru incarcari dure la piese ce lucreaza in conditii grele , supuse uzurilor severe.