Аналіз існуючого обладнання для газополуменевого напилення по­казав, що в основному виробляються ручні апарати для напилення.

На Україні та в країнах СНД розроблені та серійно випускаються установки для напилення порошками та дротом. Схема установки для порошкового напилення наведена на рис, 6.2.

Серед найбільш поширеного устаткування для порошкового газо­полуменевого напилення є пальники ГН-3, Євро-Джет, Могул У-9, уста­новки (модулі) газополуменевого напилення УГПЛ, УГПН-5, УГПТ, УПН8-68, Л-5405, УН-134, пост газополуменевого напилення 01.05-161 “Ремдеталь” та ін.

Пальник ГН-3, розроблений ВИДІ Автогенмаш, призначений для напилення порошкових самофлюсуючих твердих сплавів з метою зміц­нення поверхні, а також для виправлення дефектів та механічних по­шкоджень. Його створено на базі відомого пальника для зварювання ГЗ, в який між стволом пальника та наконечником встановлено інжекторний вузол з порошковим живильником.

Рис. 6.2. Схема установки для порошкового напилення

Аналогічну конструкцію має пальник Євро-Джет XS8, розроблений австрійською фірмою “MTS” і виготовлений на СП “Інтерфакел" (Украї­на). Він призначений для газополуменевого напилення порошкових ма­теріалів з метою відновлення та зміцнення спрацьованих деталей. Пальник оснащений двома типами живильників: гравітаційним, для “хо­лодного” напилення (рис. 6.3 б) та живильником з інжекційною подачею порошків (рис. 6.3 а).

Пальники для порошкового напилення Могул У-9 та Могул UP-1, які виготовляються СП “Інтерфакел" (рис. 6.4), конструктивно виконані у вигляді пістолета та розроблені для напилювання металевих та ке­рамічних порошків. За допомогою цього пальника можливо наносити покриття товщиною від 0,1 мм до декількох міліметрів на деталі типу “вал”, а також на пласкі деталі.

а)

Рис. 6.3. Пальник для напилення порошкового матеріалу типу “Євро-Джет”: а - з інжекційною подачею порошку; б - з гравітаційною подачею порошку

б)

Газополуменевий пальник для напилення Могул У-9 безінжек- торного типу і керування здійснюється на допоміжному обладнанні за рахунок регулювання витрат і тиску на панелі керування. Вентилем 4 вмикають подачу пального газу, підпалюють і переводять вентиль в інше положення, при цьому утворена газова суміш через канали в кор­пусі потрапляє в багатосопловий мундштук, де на зрізі відбувається горіння (рис. 6.4 а). Всередині мундштука знаходиться отвір 15 для по­дачі порошку в потік продуктів гарячої суміші.

У штуцер 5 подається стиснуте повітря, після цього загальний потік розділяється на два потоки. Перший потік регулюється за допомогою вентиля 8 і служить для транспортування порошку. Другий потік, який керується вентилем 3, призначений для обтискування повітрям двофаз­ного потоку через кільцевий отвір 14 у соплі.

Пальник Могул У-9 має декілька модифікацій зі швидкозмінним та постійним бункером для порошку, який монтується на пальнику, з окре­мою місткістю для порошку та може комплектуватися різними приско­рюючими насадками (рис. 6.4 б, в).

Рис. 6.4. Конструкція (а) і зовнішні вигляди (6, в) пальників “Могул”: 1 - соплова частина пальника; 2 - бункер живильника; 3 - вентель регулювання обтискуючого повітря; 4-загальний вентель регулювання пальної суміші; 5- штуцер обтискуючого повітря; 6 - запобіжний затвор; 7 - фіксатор сопла; 8 - вентель регулювання подачі порошку; 9 - ручка пальника; 10 - штуцер окислювального газу; 11 - штуцер пального газу; 12- механізм перекриття подачі порошку; 13 - сопла виходу пальної суміші: 14 - кільцевий отвір обтискуючого повітря; 15 - отвір для витікання порошку; 16 - пристрій для закріплення пальника на верстаті; б - з повітряним обтискуванням факелу; в - без обтискування факелу

в)

б)

Для дротяного газополуменевого напилення використовують паль­ники пістолетного типу з приводом від повітряної турбинки (рис. 6.5).

Рис. 6.5. Пальник для напилення дротяного матеріалу

Металізатор газовий МГИ-4 (рис. 6.6) призначений для газополуме­невого нанесення покриття з дротяних металічних матеріалів, таких як цинк, алюміній, мідь, сталь, бронза тощо. Його можна використовувати вручну або встановлювати на супорті токарного верстата, який забезпе­чує необхідне взаємне переміщення пальника та виробу.

Металізатор випускають у двох варіантах: МГИ-4 А для роботи на суміші ацетилен-кисень і МҐИ-4П для роботи на суміші пропан-кисень.

Металізатор МГИ-4 складається з таких складових: турбінного при­воду з індукційним регулятором подачі дроту, двоступінчастого редукто­ра механізму подачі дроту та розпилюючої головки.

Технічні характеристики пальників для газополуменевого напилен­ня наведені в табл. 6.1.

Рис. 6.6. Ручний металізатор МГИ-4 для газополуменевого напилення дротяного матеріалу:

1 - змінна шестерня; 2 — нажимний ролік; 3 - провідний ролік; 4 - вал; 5, 14 - черв’як; 6 — штуцер;

7, 15-черв’ячне колесо; 8 - кришка; 9 — гачок; 10 - регулювальний гвинт; 11—кран; 12 — шайба спеціальна; 13-шайба регулювальна; 16 —пробка; 17-турбінний привід; 18-кожух; 19 — розпилююча голівка

Для газополуменевого напилення, крім пальників, використовують­ся установки (модулі).

Газополуменева установка для порошкового напилення УГПЛ (рис. 6.7) призначена для ручного напилення покриття з порошків цинку, тер­мопластичних пластмас та інших матеріалів з температурою плавлення до 800 °С на металічні поверхні при виготовленні металоконструкцій, закладних деталей будівельних конструкцій, хімічної апаратури тощо, з метою захисту їх від корозії, а також для ущільнення поверхні чавунного литва.

В установці УГПЛ для розпилення використовується ацетилено - повітряне полум'я. Комплект установки складається з пальника, дозато­ра порошку, стояка, шлангів та редукторів для газів.

Установка УГПЛ може бути використана для напилення поліетиле­ну, полівінілбутиралю, полістиролу капрону, пластмас марок ПФН-12, ТПФ-37, поліамідів, епоксидних смол та інших термопластичних порош­ків, а також легкоплавких металів: цинку, олова, свинцю тощо.

Рис. 6.8. Установка для порошкового напилення УГПН-005: 1 - блок подачі порошку; 2 - пальник; 3 - комплект шлангів

jLV

Газополуменева установка для порошкового напилення УПН-8-68 (як і установка УГПТ) відрізняється від попередніх тим, що віна призна­чена для напилення матеріалів з температурою плавлення до 2000.. .220СГС, таких як оксид алюмінію, ніхром, нікель-алюмінієві спла­ви, нікель-бор-хром-кремнієві сплави, карбідовміщуючі композиції тощо. На рис. 6.9 наведена схема установки УПН-8-68. У комплект уста­новки, крім дозувача, порошку і пальника для напилення, входять трій­ники, кисневий та ацетиленовий шланги, редуктори кисневий та ацетиленовий, зварювальний пальник ГЗ із спеціальними наконечника­ми для оплавлення покриття.

Установка УГПН-005 відрізняється від УГПЛ тим, що для напилення порошків використовується пропан-бутано-кисневе полум’я і стиснуте
повітря. Вона також призначена для напилення порошків з металічних та полімерних матеріалів, для відновлення та захисту зношених або кородованих поверхонь деталей та металічних конструкцій. Комплект установки {рис. 6.8) складається з пальника, блоку подачі порошку та комплекту шлангів.

Рис. 6.9. Схема установки УПН-8-68: 1 - ротаметр; 2 - дозатор-живильник; 3 - шайба розходна; 4,12 - вентилі; 5, 10 - шланги; 6 - пальник для напилення; 7, 11 - трубки гумові; 8, 9 - інжекторні пристрої; 13 - пневмоклапани; 14 - фільтр; 15 - пальник для оплавлення покриття; 16, 18-трійники; 17, 19 - редуктори; 20-вентилі

В ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України були розроблені установки Л-5405 та УН-134. До складу установки Л-5405 входять пістолет-розпилювач та живильники порошку. На живильнику розташовано пульт керування з ротаметрами та газовими клапанами. Живильник тарілчастого типу з вібратором забезпечує рівномірність подачі порошку.

Установка дозволяє отримати газотермічні покриття з порошкових матеріалів, температура плавлення яких не перевищує 1600 °С. Вона показала ефективність при нанесенні алюмінієвих, цинко-алюмінієвих, нікель-хром-молібденових та полімерних антикорозійних та кислотостій­ких покриттів.

Універсальна установка УН-134 (рис, 6.10) призначена для віднов­лення та зміцнення деталей нанесенням антикорозійного покриття на поверхні металоконструкцій газополуменевим напиленням порошкових матеріалів.

Вона складається з двобункерного пристрою подачі порошку, блоку регулювання та подачі робочих газів, пальників для напилення зовніш­ніх та внутрішніх поверхонь, а також оплавлення напиленого шару. Для зручності у роботі й обслуговування установка розміщена на стояку.

Установка дозволяє проводити напилення та оплавлення напиле­ного шару з використанням таких пальних газів як ацетилен та пропан- бутан, забезпечує плавне регулювання у широких межах і високою точ­ністю подачі порошку у газовий факел. Стабільна подача газів та порош­кових матеріалів дає можливість вести процес напилення у напівавто­матичному режимі, забезпечує високу продуктивність та добру якість покриття.

Рис. 6.10. Універсальна установка УН-134

Напилення та оплавлення покриття можна вести у довільному про­сторовому положенні.

Установка УГМ-1 (рис. 6.11) призначеня для нанесення антико­розійного покриття з цинкового та алюмінієвого дроту ручним способом, а також нанесення покриття різного призначення з використанням інших матеріалів.

Установка працює при температурі навколишнього середовища від 5 до +40 °С та відносній вологості до 85%.

Технічні характеристики установки такі:

1) номінальна продуктивність по розпилюваному дроту, кг/год

- з алюмінію:

діаметром 2 мм......................................................................... 2,1;

діаметром 3 мм......................................................................... 3,9;

діаметром 4 мм......................................................................... 4,8;

-з цинку:

діаметром 2 мм......................................................................... 7,6;

діаметром 3 мм....................................................................... 16,2;

діаметром 4 мм.......................................................................... 23;

2) кратність регулювання подачі дроту, не менше 7;

3) витрати газу, м3/год, не більше:

- ацетилену 1,3;

- кисню 2,5;

- стиснутого повітря 60;

4) робочій тиск, МПа:

- ацетилену 0,06...0,1;

- кисню 0,2...0,45;

- стиснутого повітря 0,4...0,5;

5) габаритні розміри, мм, не більше:

- апарату 220x110x208;

- пристосування для укладання дроту 800x800x830;

6) маса, кг, не більше:

-апарату........................................................................................... 2,2;

- установки у комплекті 25.

На Липовецькому дослідному заводі ВНПО “Ремдеталь” виготовля­ли пост газополуменевого напилення та наплавки 01.05-161 “Ремде - таль", який призначений для відновлення та зміцнення поверхні типу “вал", в тому числі і колінчастих валів методом газополуменевого напи­лення порошкових матеріалів.

У комплект поста входить:

1. Установка 011-1-01 “Ремдеталь” (обертач), яка забезпечує плав­не регулювання частоти обертання виробу і подачі каретки.

2. Газорозподільний щит 01.02.006 '‘Ремдеталь" для контролю тиску і витрати ацетилену, кисню, стиснутого повітря.

3. Установка 026-7 “Ремдеталь” струменевої обробки, призначеної для підготовки поверхні до напилення.

4. Апарати 021-3 “Ремдеталь”, 021-4 “Ремдеталь”, пальник ГН-2 для напилення та наплавлення.

5. Стіл зварювальника С-10020 з пристосуванням та оснасткою для ручного напилення та наплавлення.

6. Мастиловологовідділювач ДВ-41-16.51278-72 та пилозбірники.

Рис. 6.11. Установка УГМ-1 для дротяного напилення: - металізатор; 2 - кисневий редуктор; 3 - ацетиленовий редуктор; 4 — пристосування для укладання дроту

Технічні характеристики деяких установок для напилення наведені в табл. 6.2.

Характеристика	УГПЛ	УГПН- 005	УГПТ	УПН-8-68	Л5405	УН-134
1	2	3	4	5	6	7
Витрати газу, м3 /год
ацетилен	0,8 .1,0		1,33	1,7	0,9...1,8	0,2.1,0
пропан-бутан		0,2. .3,0			0,2...3,0	0,2...3,0
кисень		0,2...10,0	2,95	2,2	0,1. .10.0	0,2-6,0
стиснуте повітря	25...30	0,1-8			0,1. ..8,0	0,2-4,0
Тиск газу, МПа:
ацетилен	0,03...0,1			0,035.. .0,05	0,07...0,1	0,1
пропан-бутан		0,3			0,22...0,25	0,15
кисень		0,8		0,5	0,2...0,8	0,8
стиснуте повітря	0,3...0,6	0,5			0,07...0,35	0,5
Продуктивність, кг/год		6-20	12,2		1,8...10,0
Zn	7
NiCrBSi				10		6...16*
аі2о3				1,5
полімер ПФН-12	11
ЛГ-10Н-01			5,0
Грануляція порошку, мкм			30-160	ЗО...150	ЗО. .250
цинк	5...10
полімер Г1НФ-12	150...250
Місткість бункера, дм3	10	8		2	2,5	3
маса, кг	16	30		17	75	75
КВМ	0,85		0,9	0,7

Таблиця 6.2

* Продуктивність при використанні ацетилену

Технічні характеристики газополуменевих установок для напилення

Для надзвукового напилення розроблені пальники типу Jet Kote. Установка Jet Kote складається з пальника, блоку керування та ав­тономного живильника порошку. Пальник складається з газозмішуючої камери, камери згоряння та сопла. У камері згоряння відбувається ло-
переднє згоряння суміші окислювача і палива з підвищенням тиску. На виході з сопла створюється струмінь продуктів згоряння з температурою 3100 °С і швидкістю 1370 м/с. Порошок вводять по вісі струменю. Швид­кість часток порошку (88% карбіду вольфраму та 12% кобальту) розмі­ром 45 мкм досягає величини більше 900 м/с, коефіцієнт використання матеріалу 70...75%. Як пальний газ в установці використовується метил - ацетилен-пропадієн. Окислювачем є кисень, для запалювання полум'я використовується водень, для транспортування порошку - азот.

В установці Jet Kote II швидкість часток карбіду вольфраму сягала значень більше 830 м/с, а часток сталі більше 980 м/с. Витрати пально­го газу (пропану) становлять 7... 10 м3/год, кисню - 28...40 м /год, азоту - 1 м3/год, водню - 0,14 м3/год та води для охолодження - 2,7 м3/год. Продуктивність установки, за даними фірми “Кебот" (США), становить

2.. .2.5 кг/год для керамічних матеріалів та 4...6 кг/год для металічних при коефіцієнті використання матеріалу 70%.

Для процесів HVOF для отримання високої швидкості часток, що в

5.. . 10 разів перевищує швидкість часток у звичайних пальниках, необ­хідні в 10... 15 разів більші питомі витрати пального газу. Цей недолік обмежує використання обладнання для HVOF-процесу.

За останній час розроблено ряд пальників для HVOF. Технічні ха­рактеристики деяких з них наведені у таблиці 6.3.

На рис. 6.12 наведена схема пістолету з водяним охолодженням моделі HV-2000 для HVOF процесу, який використовує суміш кисню з воднем, пропіленом, пропаном та ацетиленом. Вага пістолету без при - єднальних кабелів 3,86 кг, витрати води 26,5 дм3/хв.

Рис. 6.12. Пістолет для HVOF-процесу HV-2000: а - загальний вигляд пістолета; б - схема пістолета

Деякі параметри пальників для HVOF Тип пальника Тиск у камері, кПа Швидкість струменю, Мах Швидкість, м/с струменю газу порошку Diamond jet 207 1,5 1350...2010 470...700 Jet Kote 414 1,65 1470 .2190 500...900 CDS, Top Gun 414 1,8 1670...2430 570...850 J-Gun 818 2,15 1920...2880 670...1000