RO127964B1 - Dispozitiv de metalizare şi ecruisare - Google Patents

Description

Invenția se referă la un dispozitiv de metalizare prin pulverizare cu flacără și ecruisare ulterioară prin împroșcare cu particule.

Metalizarea unor piese din oțel este avantajoasă prin faptul că permite înlocuirea oțelurilor carbon și a celor slab aliate, cu oțeluri având caracteristici inferioare, eliminarea tratamentelor termice de suprafață (energofage și poluante) și reducerea prețului de cost.

Astfel, piesele lungi de tip ax, solicitate la uzură doarîn anumite zone, pot fi executate din materiale mai ieftine, având rezistență la uzare inferioară, urmând ca zonele solicitate să fie acoperite prin metalizare cu pulberi metalice durificabile, iar stratul depus să fie durificat prin ecruisare, și anume, prin împroșcare controlată cu particule. Acest procedeu se poate utiliza și la recondiționarea pieselor uzate.

Procedeul actual de metalizare și durificare prin ecruisare începe cu pregătirea suprafeței ce trebuie acoperită prin metalizare. Această operație se execută într-o instalație de sablare unde suprafețele respective sunt împroșcate cu particule, atât pentru curățare de impurități, cât și pentru a obține o anumită rugozitate necesară aderării stratului metalizat. Unele metode, precum cea din documentul US 2007054062 A1, propun înlocuirea în anumite situații, a fazei de sablare, preliminară metalizării prin pulverizare termică a suprafeței unei piese metalice, cu o fază de șlefuire a acesteia.

Metalizarea este un proces ce constă în pulverizarea unui material topit pe o suprafață, pentru a obține o acoperire. Materialul sub formă de pulbere este topit într-o flacără (oxiacetilenică sau alt combustibil) pentru a forma un spray fin. Când spray-ul ajunge la suprafața pregătită a materialului de substrat, picăturile fine topite se solidifică rapid. Moleculele aderă mecanic și din acest motiv stratul obținut trebuie supus unui tratament termic pentru eliminarea porozității. Uneori este nevoie și de o rectificare plană a suprafeței metalizate.

Urmează operația de ecruisare pentru durificarea stratului depus prin metalizare, împroșcând particulele de sablare cu ajutorul aerului comprimat spre piesa care trebuie tratată. Impactul acestor particule produce o deformare plastică locală a materialului, iar stratul de la suprafață rămâne tensionat prin comprimare. în timpul funcționării, în piesă apar solicitări de întindere, iar rezultanta solicitărilor va fi nulă sau aproape nulă, ceea ce duce la creșterea duratei de viața a pieselor ecruisate. Modificarea de structură prin ecruisare produce importante modificări ale proprietăților materialului: rezistență la rupere, limita de curgere și duritatea cresc, iaralungirea se micșorează, deci prin ecruisare materialele se întăresc, devin mai rezistente, mai dure, mai puțin plastice.

în acest context, se pune problema ca atât pregătirea suprafețelor piesei de durificat, cât și depunerea pulberii prin metalizare, precum și durificarea stratului depus prin sablare de ecruisare să se realizeze în cadrul aceleiași instalații, cu ajutorul aceluiași dispozitiv de pulverizare/împroșcare, separând în mod corespunzător circuitele de alimentare și controlând precis parametrii procesului.

Documentul JP 2008174786 (A), de exemplu, prezintă un procedeu și o instalație de formare a unei acoperiri dure pe o piesă metalică prin metalizare de pulverizare termică, ce realizează o fază preliminară de sablare a suprafeței piesei, urmată de pulverizare termică a unui metal, dispozitivul de aplicare a procedeului având un pistol de metalizare cu o singură duză conectată la niște circuite de alimentare cu granule abrazive de sablare și, respectiv, cu pulbere de metalizare interconectate și având o valvă de întrerupere/comutare a alimentării pistolului de metalizare.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unui dispozitiv de metalizare pentru aplicarea procedeului de metalizare, urmată de ecruisare a acoperirii, cu o singură duză și cu elemente tehnice de circulare prin aceasta în mod independent a unui flux de aer comprimat cu particule de sablare/ecruisare sau cu pulbere metalică, a unui gaz combustibil și a unei cantități de aer de răcire.

RO 127964 Β1

Dispozitivul de metalizare și ecruisare, conform invenției, rezolvă această problemă 1 tehnică, prin aceea că este realizat prin combinarea între un dispozitiv de pulverizare termică cu pulbere în flacără de combustie și unul de sablare și ecruisare prin împroșcare cu aer 3 comprimat a unor particule, cu control strict al parametrilor procesului, având o singură duză conectată la niște circuite interconectate de alimentare cu granule abrazive de sablare și, 5 respectiv, cu pulbere de metalizare, preluate dintr-un rezervor de particule de sablare/ecruisare și dintr-un rezervor de pulbere metalică, duza menționată având în interiorul părții cilindrice 7 a corpului ei un canal central de trecere a aerului comprimat ce antrenează succesiv particule de sablare/ecruisare și pulbere de metalizare, niște canale de trecere a unui gaz combustibil 9 ce se aprinde în amestec cu aerul comprimat, topind pulberea metalică și niște canale de circulare a unei părți din aerul comprimat, pentru răcirea dispozitivului. 11

Dispozitivul prezintă avantajul că realizează atât metalizarea, cât și sablarea prealabilă și ecruisarea de durificare cu o singură duză, prin configurarea adecvată a volumului corpului 13 ei și prin interconectarea circuitelor de alimentare cu flux de lucru a acesteia.

Invenția este prezentată pe larg în continuare, în legătură și cu fig. 1 și 2, care 15 reprezintă:

- fig. 1, instalația de metalizare și ecruisare; 17

- fig. 2, dispozitivul de metalizare și ecruisare conform invenției.

Conform invenției, pentru operația de pregătire a suprafeței ce urmează a fi acoperită 19 prin metalizare, aerul comprimat generat de un compresor 3 (fig. 1), preparat într-un grup de filtrare-uscare 4, antrenează prin absorbție particulele de sablare dintr-un rezervor 5, după 21 care trece printr-un canal central I, fig. 2, al dispozitivului de metalizare și ecruisare 8 prin pulverizare/împroșcare și proiectează particulele de sablare pe suprafața substratului. 23

Pentru operația de metalizare prin pulverizare termică, aerul comprimat de la compresorul 3 din fig. 1 antrenează prin absorbție pulbere metalică dintr-un rezervor 6, după 25 care trece prin canalul central I din fig. 2 al dispozitivului de metalizare și ecruisare 8. în același timp, gazele de combustie-acetilenă din butelia 1 și oxigenul din butelia 2 - trecând prin niște 27 canale II (fig. 2) ale dispozitivului de metalizare și ecruisare 8, întâlnesc și topesc jetul de pulbere sosit prin canalul I, topitură fiind depusă prin pulverizare pe substrat. Pentru răcirea 29 duzei IV (fig. 2), prin niște canale III circulă un curent de aer comprimat. Canalele I, II și III sunt dispuse concentric și distanțate radial. 31

Pentru operația de durificare a suprafeței stratului depus prin metalizare, aerul comprimat generat de compresorul 3 din fig. 1 antrenează prin absorbție particulele de 33 ecruisare din rezervorul 5, după care trece prin canalul central I (fig. 2) al dispozitivului de metalizare și ecruisare 8 și proiectează particulele de ecruisare pe suprafața metalizată. 35 Circuitele de alimentare cu granule abrazive de sablare și, respectiv, cu pulbere de metalizare, sunt interconectate ca în fig. 1 și au câte un robinet de separare 7. 37

Claims (5)

1 Revendicare

3 Dispozitiv de metalizare și ecruisare, realizat prin combinarea între un dispozitiv de pulverizare termică cu pulbere în flacără de combustie și unul de sablare și ecruisare prin

5 împroșcare cu aer comprimat a unor particule, cu control strict al parametrilor procesului, având o singură duză (IV) conectată la niște circuite interconectate de alimentare cu granule abrazive

7 de sablare și, respectiv, cu pulbere de metalizare, preluate dintr-un rezervor (5) de particule de sablare/ecruisare și dintr-un rezervor (6) de pulbere metalică, caracterizat prin aceea

9 că duza (IV) menționată are în interiorul părții cilindrice a corpului ei un canal central (I) de trecere a aerului comprimat ce antrenează succesiv particule de sablare/ecruisare și pulbere 11 de metalizare, niște canale (II) de trecere a unui gaz combustibil ce se aprinde în amestec cu aerul comprimat, topind pulberea metalică, și niște canale (III) de circulare a unei părți din 13 aerul comprimat, pentru răcirea dispozitivului, dispuse concentric cu canalul central (I) și distanțate radial.