V. Параметри струменя і потоку частинок матеріалу, що розпилюється

Середньомасова температура газу безпосередньо за межами стовпа дуги достатньо висока. Проте температура по осі і в перетинах швидко падає. Цьому сприяє турбулізація газового потоку схрещеними електродами. Додаткового нагріву розпилених частинок на початковій ділянці струменя не відбувається. На основній ділянці струменя частинки охолоджуються.

Швидкість струменя, що розпилює, максимальна на зрізі сопла і зберігається практично постійною в межах початкової ділянки. Вона оцінюється значеннями, близькими до звукових або дещо їх перевищуючими. Зрив з фронту плавлення розплавленого металу і його диспергування відбуваються в межах початкової ділянки високотемпературним потоком газу або так званим «жорстким» струменем. На цій ділянці розпилені частинки одержують значне прискорення.

У момент диспергування металу розпилені частинки, що утворюються, знаходяться в рідкому стані. Їх середній розмір орієнтовно може бути оцінений за рівнянням

d_r=K₁K₂ ,

де G_н - продуктивність розпилення; ρ-щільність матеріалу, що розпилюється; μ - коефіцієнт, що враховує безперервність горіння дуги (μ_max=1); K₁ - константа, залежна від властивостей матеріалу, що розпилюється (для сталі 1,61; алюмінію 1,45; цинку 1,64; олова 0,85); К₂ - константа, залежна від радіуса і форми сопла (для циліндрових сопел K₂=3,75/r_с+0,29). При розпиленні вуглецевих сталей більшість частинок має розмір 30-50мкм. Для інших металів 10-100 мкм.

   По мірі віддалення від вогнища плавлення і розпилення швидкість частинок падає. Поблизу поверхні напилення швидкість газового струменя і потоку напилених частинок приблизно однакові і складають 50-150 м/с. Завдяки високим швидкостям і перегріву металу при плавленні, більшість частинок поступає на поверхню напилення в розплавленому стані. В першу чергу це справедливо для крупних частинок ( 40-100 мкм і більш).

Висока продуктивність розпилення визначає велику густину потоку напилених частинок поблизу поверхні формування шару покриття. Їх оцінюють значеннями 10³ -10⁵ ч/см²·с.

Струмінь, що розпилює, протягом всього часу складається з повітря. Тому створюються сприятливі умови для окислення металу, що розпилюється, і насичення його азотом.

2.6.4 Основні переваги і недоліки ЕДМ, галузі застосування

а) Основні переваги:

- висока продуктивність, що досягає 50 кг/г;

- високі значення енергетичного і ефективного ККД розпилення;

             - економічність процесу.

б) Основні недоліки:

             - активна взаємодія частинок з газами при напиленні;

             - матеріал, що наноситься, може бути використаний тільки у вигляді дроту;

             - високий рівень шуму.

Основні області використання:

- нанесення корозієстійких покриттів (Zn, A1 і ін.);

- нанесення зносостійких покриттів (бронзи, сталі і ін.);

- нанесення композиційних покриттів (сталь+мідь, мідь+олово і ін.).

 

Навчальне видання

 

 

Рожков Олександр Дмитрович

 

ТЕХНОЛОГІЯ НА НЕСЕННЯ ПОКРИТТІВ

Частина I

 

Навчальний посібник

 

 

Тем. план 2008, поз. 271

 

Редактор О.І. Лук’янець

Підписано до друку 26.08.08. Формат 60х84 1/16. Папір друк. Друк плоский.

Облік.-вид. арк. 3,0. Умов. друк. арк. 2,95. Тираж 100 пр. Замовлення № 

 

Національна металургійна академія України

49600, м. Дніпропетровськ-5, пр. Гагаріна, 4

_______________________________  

Редакційно-видавничий відділ НМетАУ