Процесс металлизации основан на расплавлении металличе­ской присадки (проволока, порошки) и перенесении расплава на поверхность изделия струей сжатого воздуха. Существуют три основных вида металлизации.

При газопламенном процессе проволока расплавляется в аце - тилено-кислородном пламени и распыляется струей сжатого воз­духа. Скорость частиц металла в газовых металлизаторах дости­гает 180 м/с против 100 м/с при дуговом напылении, поэтому по­крытие получается более плотное (9—9,5 г/см3).

При дуговом процессе дуга возбуждается между двумя прово­локами и распыляется струей сжатого воздуха. Скорость частиц металла 100 м/с. Благодаря большему (чем при газотермическом распылении) перегреву частицы меньше загрязняются различными соединениями, что обеспечивает лучшую адгезию. Однако твер­дость покрытия меньше, чем при использовании газовых метал - лизаторов.

При плазменном напылении плавление и распыление материала покрытия происходит с помощью высокотемпературной дуговой плазменной струи. Последнюю получают при вдувании в электри­ческую дугу, возбуждаемую между двумя электродами, плазмо­образующего газа. В качестве плазмообразующего газа исполь­зуют аргон, гелий, азот и их смеси с водородом.

Распылительные головки плазменного типа позволяют полу­чать газовую струю с температурой до 15 000° С и наносить покры­тия из самых тугоплавких материалов.

Применительно к чугунным изделиям металлизация находит применение в трех направлениях: нанесение износостойкого слоя на рабочие поверхности трения; восстановление сплошности ра­бочей поверхности, имеющей пористость на участках большой про­тяженности; уплотнение негерметичных мест.

Нанесение износостойких покрытий напылением на направ­ляющие станин металлорежущих станков применяется давно. Имеются сведения о применении различных способов металлиза­ции для повышения износа направляющих базовых деталей метал­

лорежущих станков. При этом отчетливо различаются два основ­ных направления исследований: напыление одним из известных способов толстого (I—2 мм и более) слоя износостойкого материала с последующим его шлифованием; нанесение тонкого износостой­кого покрытия на окончательно обработанную поверхность де­тали с последующей притиркой гребешков напыленного слоя.

Имеются описания опыта металлизации чугунных направляю­щих новых токарных станков, а также станков, находившихся в эксплуатации. Во всех случаях покрытия наносили с помощью ацетилено-кислородного распылительного пистолета, специально сконструированного для этой цели. В качестве исходного износо­стойкого материала для покрытий использовали проволоку диа­метром 2 мм из молибдена, стали и порошковых композиций. Из­носостойкость направляющих с такими покрытиями в 2—3 раза превышает износостойкость обычных чугунных направляющих.

Сущность процесса газотермического напыления состоит в том, что наносимый материал в виде проволоки подается в камеру сгорания металлизатора, где расплавляется ацетилено-кислород - ным пламенем и распыляется струей сжатого воздуха. Размер образуемых при этом частиц, их скорость и температура влияют на величину пористости, твердость, сцепление слоя с упрочняе­мой поверхностью и износостойкость.

Высокая температура плавления молибдена (2625° С) обеспе­чивает подплавление упрочняемой поверхности молибденовыми частицами и образует достаточно прочное соединение с ней, по­этому молибден часто используют в качестве промежуточного слоя. Молибден обладает высокими антизадирными и антифрикцион­ными свойствами вследствие большого средства к кислороду и ле­тучести окислов. Так, при трении обычных металлов происходит смятие микровыступов, обнажение ювенильных поверхностей, по­вышение температуры в локальных участках и схватывание микро­выступов, которые затем подобно резцу срезают слои металла.

При трении же молибденовой поверхности повышение темпера­туры от смятия микровыступов приводит к образованию его окис­лов, которые, испаряясь, играют роль смазки, что особенно важно при сухом трении, имеющем иногда место в работе станков. Молиб­ден напыляли на направляющие станины станка. Перед напыле­нием размеры направляющих занимали на 0,2 мм. Напыленный слой (0,7 мм) доводили до заданных размеров шлифованием. В ка­честве устройства, обеспечивающего продольно-поперечное пере­мещение направляющих относительно металлизационного аппа­рата, использован действующий продольно-строгальный станок (рис. 33).

Участок оборудован вытяжной вентиляционной установкой, обеспечивающей^нормальное протекание технологического про­цесса напылениям

К участку подведена воздушная магистраль с давлением сжа­того воздуха в сети 6 ат. Снабжение участка горючими газами — баллонное. Контроль, регулировку давления и расхода сжатого воздуха и рабочих газов осуществляли с помощью стандартных манометров и ротаметров типа PC.

Металлизацию иногда применяют для устранения дефектов, создающих течь в отливках, которые работают без давления или при давлении не более 4 ат. Такими дефектами могут быть местная пористость отливки, места спаев, неплотность сварного шва при заварке трещин и сквозных раковин. Металлизация допускается на необрабатываемых поверхностях, не подверженных местным динамическим нагрузкам и температурным воздействиям свыше 400° С.

Отливки, поступающие на металлизацию, должны быть пол­ностью очищены, обрублены и заточены. Поверхность, подлежа­щая металлизации, должна быть совершенно ровной, без острых граней. Материалом для покрытия мест течи служит цинковая проволока диаметром 1 —1,5 мм любой марки. Проволока должна быть тщательно выпрямлена и совершенно свободна от грязи, масла и окислов.

Способ заделки литейных дефектов различными мастиками - замазками заключается в заполнении дефектных мест массой спе­циального состава, которая при затвердевании остается в них в виде уплотненного слоя. Замазки можно применять в неответ­ственных случаях; для заделки поверхностных дефектов таких, как несквозные раковины, ужимины и т. п. при глубине их не более 1/3 толщины сечения стенки.

Заделывать дефекты отливок, работающих под нагрузкой, ис­пытывающих давление в местах с ослабленной прочностью, под­вергающихся механической обработке, категорически запре­щается. Применением замазок преследуется цель только улучше­ния внешнего вида деталей.

В практике имеет распространение много рецептов замазок. Все они отличаются друг от друга своим составом, технологией

Изготовлений Способом применения, сцепляемостью с металлов, химической и механической стойкостью. Целесообразно приме­нять только такие замазки, которые имеют несложную техноло­гию изготовления, обладают достаточной плотностью, хорошими адгезионными свойствами и схожи по цвету с металлом. Затвер­девшая замазка при обстукивании ее молотком не должна отслаи­ваться от металла. Допускается местное выкрашивание при уда­рах по замазке острым инструментом. Растворимость замазки в эмульсии, керосине и маслах не допускается.

Удовлетворительные результаты дает замазка, изготовленная па основе эпоксидной смолы. К эпоксидной смоле ЭД-5 или ЭД-6 (100 частей) добавляют 12 частей полиэ-тиленполиамина (отвер- дителя ) и 20 частей дибутилфтолата (пластификатора). Смесь тщательно перемешивают в течение 3—5 мин с добавлением в ка­честве наполнителя железного порошка или цемента № 500. После этого замазка готова к употреблению. Скорость затвердева­ния замазки зависит от температуры отливки. При температуре 10—12° С замазка затвердевает через 20—24 ч, при температуре 18—20° С — через 8—10 ч, при температуре 80° С — через 1 ч. Поверхность дефектного места должна быть сухой и чистой.

Приготовленную замазку наносят деревянной лопаткой или стальной гладилкой на исправляемое место отливки с заполнением всего объема дефекта, а первый слой втирают в поверхность рако­вины. Окончательно подравнивают после некоторого затверде­вания наложенного слоя.

Различные методы пропитки химическими уплотнителями также применяют для устранения течи в отливках. Отливки и де­тали, работающие в условиях контакта с рабочими жидкостями (эмульсии, масла и др.), газами, паром, горячей водой, под давле­нием и т. п., испытывают наливанием воды или керосина. Изде­лия, работающие при избыточном давлении свыше 1 ат, подвергают гидроопрессовке. Уплотнение бакелитовым лаком хорошо заре­комендовало себя применительно даже к ответственным отливкам. Пропитку отливок осуществляют следующим путем. Если при опрессовке обнаруживается течь, то дефектные места в отливке подвергают предварительной заварке. Деталь, предназначенную для пропитки, просушивают при' температуре 150—200° С и вы­держивают при этой температуре 1 —1,5 ч, пока из пор не испа­рится влага. После остывания отливки заглушают все окна и от­верстия, кроме одного, через которое отливку наполняют бакели­том и опрессовывают.

Бакелитовый лак растворяют в спирте до плотности 0,96—1 (по ареометру) и вливают в отливку. Затем заглушают последнее отверстие и насосом производят опрессовку. Давление, создавае­мое насосом, обычно не превышает 5—6 ат. Отливку выдерживают при этом давлении до тех пор, пока через поры начнет просачи­ваться бакелит. Обычно бакелитовый лак при указанном выше давлении начинает просачиваться через 20—30 мин. После опрес­совки лак сливают и отливку в течение 1—1,5 ч подвергают воз­душной просушке.

Для перевода бакелита в нерастворимую форму просохшие отливки подвергают термообработке по следующему режиму: по­вышение температуры до 80—100° С в течение 2 ч, затем в течение 1 ч температуру повышают до 160—180° С; при этой температуре отливки выдерживают 1,5—2 ч, затем медленно охлаждают до 50—60° С. Остывшие отливки подвергают контрольной гидро­опрессовке. Этим способом могут уплотняться поры, неплотности сварного шва в любом месте отливок, работающие при наличии воды, масла, эмульсии, пара.

Суспензии для пропитки состоят из смеси металлических по­рошков, окислов, катализаторов окисления и минеральных на­полнителей. Состав твердых наполнителей: 33% Si02; 17% FeO; 0,3% Ті02; 17% А1203, 7% Си. Смесь суспензирована в водном растворе жидкого стекла. При соприкосновении жидкого стекла с воздухом смесь соединяется с двуокисью углерода и превра­щается в твердый гель или высыхает в порошок. Катализатор окисляет металлический порошок, окислы которого плотно за­полняют поры и герметизируют отливку.

При составлении суспензий твердый наполнитель смешивают с разбавителем в пропорциях, обеспечивающих низкую вязкость. Перемешивая суспензию подогревают до температуры 60° С. Пере­мешивание, пропитка и промывка длятся примерно 70 мин. Про­питанные и промытые отливки остаются на воздухе в течение су­ток, а затем подвергаются испытанию на герметичность. Уста­новка состоит из автоклава вакуумно-напорного типа и резервуа­ров для жидкостей.

Для уплотнения стыков чугунных труб, резьбовых соединений (например, присоединение штуцеров на резьбе к чугунным дета­лям) находят применение анаэробные материалы типа «Анатерм», обеспечивающие высокую прочность и плотность в зазорах соеди­нений.

Пропитку хлорным железом применяют на предприятиях, имеющих массовый выпуск деталей небольших и средних масс. Уплотнительный раствор состава в частях: 70 — хлорного же­леза (порошка), 42 — натриевой селитры; 100 — железного су­рика; 1000 — воды (нагретой до 60—80° С). Раствор взбалтывают и нагнетают в поры под давлением насосом. Образующиеся хи­мические соединения, проникая в поры, затвердевают с увеличе­нием в объеме. Детали после пропитки высушивают в течение суток.

Пропитке раствором нашатыря подвергают отливки, работаю­щие под давлением, из расчета 3—5 кг порошка нашатыря на ведро воды. Процесс опрессовки: в отливке заглушают отверстия полости резервуара; через отверстие фланца заливают раствор на­шатыря; отливку опрессовывают при давлении 3—4 ат; при таком давлении раствор просачивается через поры, омывает их стенки и закупоривает Поры Продуктами коррозии и коллоидной пленкой, образующейся в неплотностях. После опрессовки отливку остав­ляют с раствором нашатыря без давления, пока через дефект не перестанет просачиваться раствор, после этого раствор сливают и деталь просушивают на воздухе. Через 8—10 ч отливку можно подвергнуть контрольной опрессовке.

Этим способом могут уплотняться неплотности сварного шва, выполненного медно-стальными электродами в любом месте от­ливки, работающей при воздействии воды, масла, эмульсии, пара. Толщина стенки отливки должна быть не менее 3 мм.

Механические способы заделки дефектов (вставками и проб­ками) находят применение, когда дефекты обнаружены на финиш­ных операциях механической обработки и операцию исправле­ния дефекта нужно выполнять не снимая детали со станка. При таком способе исправления отдельно расположенные раковины небольших размеров высверливают и в образовавшееся углубле­ние запрессовывают ударами чугунную пробку, которая и остается в теле отливки. Если требуется, размеры отверстия расширяют, вытачивают втулку и запрессовывают в отверстие. Кучно рас­положенные раковины, образующие участок загрязненного ме­талла, в отдельных случаях исправляют вставками. В этом случае участок загрязненного металла удаляют фрезерованием. По раз­мерам образовавшегося углубления изготовляют вставку, кото­рую запрессовывают в гнездо.

Во всех случаях конструктивно решают вопросы надежности механических заделок и их крепления.