Giáo trình Lắp đặt và sửa chữa máy - Chương 9: Phục hồi bằng phun đắp
Ch−¬ng 9 Phôc håi b»ng phun ®¾p [1, 3, 14, 19, 20]
9.1 Kh¸i niÖm
Phun phñ kim lo¹i cßn gäi lµ kim lo¹i ho¸ (metallization) hoÆc lµ Schoop
(theo tªn mét kü s− ng−êi Thuþ Sü lµ U.M. Schoop 1910).
Nguyªn lý chung khi phun Kim lo¹i láng ®−îc phun vµo bÒ mÆt
cÇn phôc håi. §Ó nung ch¶y kim lo¹i cã thÓ sö dông hå quang ®iÖn, hå quang
Plasma, ngän l÷a hµn khÝ, .... Khi phun kim lo¹i láng ®−îc dßng khÝ nÐn thæi lµm
ph©n t¸n thµnh c¸c líp s−¬ng mï rÊt nhá, b¾n lªn bÒ mÆt vËt ®· ®−îc lµm s¹ch.
§Çu phun kim lo¹i gäi lµ pistole.
Nguyªn lý chung t¹o lùc phun kim lo¹i :
Dïng h¬i Ðp cã ¸p suÊt cao ®Ó thæi m¹nh vµo giät kim lo¹i láng lµm
ph¸ vë lùc c©n b»ng trªn bÒ mÆt (lín h¬n søc c¨ng bÒ mÆt cña giät kim lo¹i
láng) vµ biÕn thµnh c¸c h¹t nhá theo luång h¬i h¬i khÝ nÐn ®Ëp vµo bÒ mÆt
vËt cÇn phôc håi, dÝnh kÕt hÕt líp nµy ®Õn líp kh¸c vµ t¹o nªn líp kim lo¹i
®¾p trªn bÒ mÆt.
3
5
4
1
2
1
H×nh 9-1 S¬ ®å nguyªn lý ®Çu phun kim lo¹i b»ng hå quang ®iÖn
1- D©y hµn; 2 - Kh«ng khÝ nÐn 3 - Con l¨n cÊp d©y hµn;
4 - Líp kim lo¹i ®¾p
Phôc håi b»ng ®Çu phun hå quang cã 2 d©y kim lo¹i
vu«ng gãc.
5 - Kim lo¹i nÒn
≅
D©y hµn
KhÝ nÐn
Hå quang
≅
D©y hµn
D©y hµn
98
H×nh 9-2 S¬ ®å nguyªn lý ®Çu phun kim lo¹i b»ng 2 d©y hµn bè trÝ vu«ng gãc.
Phôc håi b»ng phun ®¾p bét kim lo¹i
1 - Dßng khÝ nÐn cã
¸p suÊt cao.
4
3
2
2 - Bét kim lo¹i
3 - Líp kim lo¹i ®¾p
4 - Kim lo¹i c¬ b¶n
5 - §Çu phun
1
5
H×nh 9 - 3 S¬ ®å phun ®¾p b»ng bét kim lo¹i
4
5
2
1
6
7
8
9
H×nh 9-4 S¬ ®å nguyªn lý phun ®¾p b»ng hå quang plasma [19, 20]
1- Nguån ®iÖn trùc tiÕp; 2- BiÕn trë; 3- Nguån ®iÖn gi¸n tiÕp
4- Oxilograph (m¸y dao ®éng)
5- KhÝ nÐn 6- Má phun;
7- KhÝ b¶o vÖ; 8- Nguån cÊp bét 9- KhÝ vËn chuyÓn bét vµo;
99
Phôc håi b»ng ®Çu phun ®¾p khÝ nÐn víi d©y kim lo¹i nãng
ch¶y.
D©y kim lo¹i
§Çu phun
b»ng khÝ ch¸y
KhÝ Ðp vµ khÝ t¹o ngän
l÷a nung ch¶y kim lo¹i
d©y hµn
H×nh 9 - 4 S¬ ®å phun ®¾p b»ng ®Çu phun khÝ víi d©y kim lo¹i nãng ch¶y
H×nh 9 - 5 H×nh d¸ng ngaßi ®Çu phun ®¾p b»ng ngän l÷a khÝ
9.2 øng dông : chèng gØ, phôc håi, trang trÝ vµ b¶o vÖ [14, 19]
1. Phôc håi c¸c chi tiÕt m¸y mßn
2. Söa ch÷a c¸c khuyÕt tËt cña vËt ®óc
3. Söa ch÷a c¸c khuyÕt tËt xuÊt hiÖn khi gia c«ng c¬ khÝ
4. B¶o vÖ chèng gØ ë m«i tr−êng khÝ quyÓn
5. B¶o vÖ chèng gØ ë nhiÖt ®é cao
6. Thay thÕ kim lo¹i mµu b»ng kim lo¹i phun
100
7. Trang trÝ 65 % b¶o vÖ chèng gØ
35 % phôc håi c¸c chi tiÕt m¸y bÞ mßn
• øng dông cña kü thuËt phun phñ nh«m vµ kÏm cho c¸c c«ng tr×nh cÇu
thÐp, cÇn cÈu lín, bÓ chøa lín, thiÕt bÞ cét truyÒn h×nh, cæng thÐp lín, vá
tµu, thiÕt bÞ tµu BiÓn b¸o ®−êng thuû vµ nh÷ng kÕt cÊu thÐp lín. [3]
• Phôc håi kÝch th−íc vµ phôc håi h×nh d¸ng h×nh häc.
• Phôc håi c¸c bÒ mÆt bÞ mßn mµ khã hµn ®¾p nh− cæ trôc khuûu cam, chi
tiÕt kh«ng yªu cÇu chÞu mµi mßn cao, c¸c bÒ mÆt l¾p ghÐp cè ®Þnh (lç l¾p
æ l¨n,...
9-3 §Æc ®iÓm cña phun phñ vËt liÖu
−u ®iÓm
1. Phun kim lo¹i rÊt thÝch hîp cho viÖc phôc håi trôc khuûu, æ bi, chèt,... vµ söa
ch÷a c¸c khuyÕt tËt cña ®óc
2. Phun phñ cã thÓ phñ mét líp ®−îc c¸c kim lo¹i nguyªn chÊt, c¸c hîp kim hoÆc
phi kim lªn c¸c bÒ mÆt vËt liÖu nh− kim lo¹i, sø, gç, v·i, giÊy,...
3. B»ng phun kim lo¹i cã thÓ t¹o ra nh÷ng líp dÉn ®iÖn trªn vËt kh«ng dÉn ®iÖn;
t¹o c¸c líp chÞu nhiÖt,...
4. Kim lo¹i líp phun b»ng hå quang hoÆc b»ng ngän löa khÝ cã thÓ cho tÝnh chÊt
kh«ng kh¸c nhau. VÝ dô khi phun nh«m b»ng hå quang ®iÖn sÏ cho kh¶ n¨ng
chèng gØ tèt h¬n so víi c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c.
5. Kh¶ n¨ng øng dông cña phun kim lo¹i kh«ng bÞ h¹n chÕ vÒ kÝch th−íc cña vËt
cÇn phñ. V× thiÕt bÞ phun cã thÓ di chuyÓn dÔ dµng, cã thÓ x¸ch tay.
6. Líp kim lo¹i ®¾p cã tÝnh chÞu mµi mßn, ®é bÒn, ®é cøng cao ( tuú theo vËt liÖu
líp kim lo¹i ®¾p. §Æc biÖt vËt liÖu phñ th−êng cã kh¶ n¨ng chèng mµi mßn :
ThÐp kh«ng gû, ®ång thau, nh«m, hîp kim nh«m cña Ni,...
7. Phun plasma ®−îc øng dông ®Ó phun vËt liÖu cã nhiÖt ®é nãng ch¶y cao : W,
Mo, Cr,...
8. Phôc håi c¸c chi tiÕt m¸y b»ng phun lµ biÖn ph¸p tÝch cùc ®Ó sö dông c¸c chi
tiÕt m¸y, m¸y mãc thiÕt bÞ ®· bÞ háng hoÆc mÊt chÝnh x¸c. Nguyªn liÖu dïng
cho phôc håi rÊt nhá so víi khèi l−îng toµn bé chi tiÕt; chi phÝ cho phôc håi
còng rÊt nhá. Phôc håi ®−îc c¸c trôc, bÒ mÆt cong, ph¼ng bÞ mµi mßn. Kh«ng
ph¸ ho¹i tÝnh nguyªn vÑn cña chi tiÕt.
9. Phun phôc håi cã thÓ ®¶m b¶o chÊt l−îng cao, trong mét sè tr−êng hîp ®¶m
b¶o tÝnh chÊt vËt liÖu tèt h¬n vËt liÖu nÒn.
10.Kh«ng ph¸ ho¹i kÕt cÊu kim t−¬ng cña kim lo¹i gèc v× nhiÖt ®é phun lªn
chi tiÕt kh«ng cao.
11.ChiÒu dµy líp phun ®¾p kh¸ lín, cã thÓ phôc håi c¸c bÒ mÆt bÞ mßn
nhiÒu.
12.Líp kim lo¹i phun dµy vµ xèp nªn cã kh¶ n¨ng tÝch luü dÇu b«i tr¬n,
gi¶m ma s¸t, t¨ng kh¶ n¨ng chÞu mµi mßn
101
13.C«ng nghÖ phun ®¬n gi¶n, dÔ thao t¸c, n¨ng suÊt cao so víi m¹ kho¶ng
tuú theo møc ®é mµi mßn vµ ®é phøc t¹p bÒ mÆt cÇn phôc håi 9 - 60% so
víi m¹.
14.Cã thÓ phun kim lo¹i mµu vµ hîp kim b¸c bit nªn tiÕt kiÖm ®−îc kim lo¹i
mµu .
15.Khi phun cã sö dông khÝ nÐn. ThiÕt bÞ ®¬n gi¶n.
16.N¨ng suÊt cao.
17.ChÊt l−îng phun ®¾p phô thuéc : chÊt l−îng bÒ mÆt kim lo¹i, tèc ®é
phun, ¸p lùc khÝ nÐn, l−îng kim lo¹i nãng ch¶y, kÝch th−íc kim lo¹i bét,
...
Nh−îc ®iÓm [1, 14]
• Mèi liªn kÕt gi÷a kim lo¹i líp phñ vµ kim lo¹i nÒn cßn thÊp;
• Kh«ng khÝ nÐn dïng ®Ó phun kim lo¹i yªu cÇu kh«ng lÉn dÇu mì vµ h¬i Èm. V×
h¬i Èm ®i qua vïng hå quang sÏ bÞ ph©n huû vµ «xy ho¸ m¹nh c¸c h¹t kim lo¹i
nªn lµm gi¶m chÊt l−îng líp phun. H¬i Èm cßn lµm gi¶m nhiÖt ®é vïng hå
quang, lµm gi¶m nhiÖt ®é cña c¸c h¹t trong qu¸ tr×nh t¹o s−¬ng mï. Do ®ã lµm
gi¶m møc ®é biÕn d¹ng cña chung khi va ®Ëp vµo bÒ mÆt. DÇu mì lÉn trong
kh«ng khÝ Ðp sÏ t¹o thµnh mµng dÇu ng¨n c¸ch gi÷a líp phun víi chi tiÕt, gi÷a
c¸c h¹t phun víi nhau lµm gi¶m chÊt l−îng ®é b¸m ch¾c cña líp phun víi kim
lo¹i nÒn. Tæn thÊt kim lo¹i nhiÒu;
• ¶nh h−ëng ®Õn søc bÒn cña chi tiÕt (gi¶m giíi h¹n mâi cña chi tiÕt)
• BÒ mÆt phun lu«n lu«n yªu cÇu ph¶i lµm s¹ch vµ t¹o nhÊp nh«;
• §ßi hái tay nghÒ cao;
• §iÒu kiÖn lµm viÖc nÆng nhäc;
• Líp kim lo¹i phun cã ®é cøng nhá vµ dßn h¬n kim lo¹i d©y
• Líp kim lo¹i phun cã søc bÒn kÐo nhá.
• §é b¸m lªn kim lo¹i gèc rÊt yÕu nªn kh«ng dïng ®Ó phôc håi c¸c chi tiÕt chÞu
lùc kÐo, va ®Ëp, ...
9.4 Sù h×nh thµnh líp phun phñ
9.4.1 Theo thuyÕt cña Pospisil -sehyl
• Líp phun phñ ®−îc h×nh thµnh do c¸c giät kim lo¹i láng bÞ phun b»ng dßng khÝ
nÐn víi tèc ®é trung b×nh 200 m/s. C¸c h¹t nµy bÞ ph¸ vì thµnh rÊt nhiÒu h¹t
nhá :
• C¸c h¹t mµ «xyt cña nã khi phun ë thÓ láng th× lu«n t¹o thµnh c¸c h¹t cã d¹ng
h×nh cÇu (nh− thÐp,...).
• C¸c h¹t kim lo¹i mµ «xyt cña nã khi phun ë thÓ r¾n sÏ t¹o thµnh nh÷ng h¹t cã
d¹ng kh«ng ®ång ®Òu, ®a c¹nh. VÝ dô nh− nh«m, kÏm,...
• Theo thuyÕt nµy c¸c phÇn tö kim lo¹i trong thêi ®iÓm va ®Ëp trªn bÒ mÆt lµ ë
thÓ láng
102
9.4.2 Theo thuyÕt cña Schoop
KhÝ nÐn cung cÊp n¨ng l−îng khÝ nÐn cho c¸c h¹t kim lo¹i. Khi va ®Ëp vµo
bÒ mÆt vËt phun cã x¶y ra sù thay ®æi nhiÖt. Khi ra khái miÖng vßi phun chóng bÞ
nguéi dÇn vµ ®«ng ®Æc rÊt nhanh do t¸c dông cña dßng khÝ nÐn. Trong thêi ®iÓm
va ®Ëp chóng sÏ cã sù biÕn d¹ng dÏo, do vËy chóng liªn kÕt víi nhau thµnh nh÷ng
líp liªn kÕt. NhiÖt ®é cña tia kim lo¹i bÞ gi¶m xu«ng rÊt thÊp (50-100oC) nªn cã
thÓ phñ lªn nhøng vËt liÖu dÓ ch¸y mµ kh«ng x¶y ra sù ch¸y.
9.4.3 Theo thuyÕt cña Karg, Kasch, Reininger
C¸c t¸c gi¶ nµy cho r»ng c¸c h¹t kim lo¹i bÞ nguéi vµ ®«ng ®Æc lµ do t¸c
dông cña nguån n¨ng l−îng ®éng n¨ng khÝ nÐn. Khi ®i ra tõ vßi phun c¸c h¹t ®· ë
tr¹ng th¸i nguéi nªn kh«ng x¶y ra sù biÕn d¹ng dÎo.
9.4.4 Theo thuyÕt cña Schenk :
NhiÖt ®é cña c¸c h¹t phun ph¶i ë trªn nhiÖt ®é ch¶y láng ®Ó x¶y ra sù hµn chÆt víi
nhau. §iÒu nµy kh«ng phï hîp víi thùc tÕ v× nh− vËy líp kim lo¹i c¬ së còng sÏ
nãng ch¶y ®Ó g¾n c¸c phÇn tö l¹i víi nhau.
Sù h×nh thµnh líp phun X¶y ra theo c¸c giai ®o¹n sau :
1. §Çu d©y phun nãng ch¶y; Thêi gian nãng ch¶y vµ ph©n t¸n c¸c h¹t kim
lo¹i x¶y ra rÊt nhanh : 1/10.000 - 1/100.000 gi©y vµ sau mçi gi©y cã
kho¶ng 7.000 giät thÐp.
2. C¸c giät kim lo¹i ®−îc t¸ch ra tõ ®Çu d©y;
3. Sù bay vµ va ®Ëp cña c¸c h¹t kim lo¹i lªn bÒ mÆt ®· ®−îc chuÈn bÞ. Thêi
gian nµy kho¶ng 0,002 - 0,008 gi©y
4. Qu¸ tr×nh liªn kÕt gi÷a c¸c phÇn tö ®Ó t¹o nªn líp phun.
Qóa tr×nh t¹o thµnh líp phñ kh¸ phøc t¹p. KÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy c¸c
phÇn tö kim lo¹i trong thêi trong thêi ®iÓm va ®Ëp lªn bÒ mÆt phun ë tr¹ng th¸i
láng vµ bÞ biÕn d¹ng rÊt lín. Trong thêi ®iÓm va ®Ëp líp «xyt ph¶i ë tr¹ng th¸i láng
nen sù biÕn d¹ng phô thuéc vµo d¹ng cña c¸c phÇn tö kim lo¹i phun. Kh¶ n¨ng
biÕn d¹ng chñ yÕu phô thuéc líp vá bäc cña c¸c phÇn tö vµ c¸c phÇn tö sau phô
thuéc vµo sù biÕn d¹ng cña c¸c phÇn tö tr−íc nã. Khi c¸c phÇn tö sau va ®Ëp lªn
c¸c phÇn tö tr−íc th× c¸c phÇn tö tr−íc h·y cßn ë tr¹ng th¸i láng hoÆc sÖt nªn gi÷a
chóng dÓ dµng x¶y ra sù liªn kÕt kim lo¹i víi nhau.
9.5 Ph©n lo¹i c¸c ph−¬ng ph¸p phun :
1. Phun ®¾p b»ng ngän löa khÝ (oxy vµ c¸c lo¹i khÝ ch¸y (C2H2,...)
2. Phun ®¾p b»ng hå quang ®iÖn
3. Phun ®¾p b»ng dßng ®iÖn cao tÇn (®¹t 50.000 Hz)
4. Phun ®¾p b»ng hå quang plassma
5. Phun ®¾p b»ng sãng næ.
6. Phun ®¾p b»ng n¨ng l−îng cña chïm tia laser
Ph−¬ng ph¸p phun ®¾p b»ng hå quang ®iÖn :
Cho 2 d©y hµn (mét d©y nèi víi ®iÖn cùc ©m vµ ®Çu kia nèi víi ®iÖn
cùc d−¬ng tiÕn s¸t vµo nhau cho ®Õn khi xuÊt hiÖn hå quang. Nguån nhiÖt hå
103
quang sÏ lµm nãng ch¶y d©y hµn. Dßng khÝ cã ¸p suÊt lín sÏ thæi m¹nh giät
kim lo¹i láng nµy lµm chóng bay ®i. Lóc ®ã hå quang t¾t, nh−ng d©y hµn
tiÕp tôc tiÕn vµo nhau cho ®Õn khi ng¾n m¹ch, c−êng ®é dßng ®iÖn t¨ng lªn
®ét ngét, trong kho¶nh kh¾c ®ã d©y hµn nãng ch¶y, giät kim lo¹i láng l¹i bÞ
thæi ®i. Qu¸ tr×nh nµy cø thÕ tiÕp tôc. Nh− vËy qu¸ tr×nh phun b»ng hå quang
lµ qu¸ tr×nh hå quang ng¾n m¹ch liªn tôc.
• Thêi gian chËp m¹ch lµ :
0,005 - 0,02 gi©y
Thêi gian t¨ng khi tèc ®é d©y hµn t¨ng.
• Thêi gian hå quang ch¸y :
0,003 - 0,005 gi©y
• Qu¸ tr×nh phun x¶y ra kh«ng liªn tôc; KÝch th−íc h¹t kim lo¹i
trong c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau sÏ kh¸c nhau so víi thêi ®iÓm chËp
m¹ch.
• Khi phun ph©n tö «xy bÞ ph©n huû thµnh nguyªn tö «xy, do vËy
kim lo¹i nãng ch¶y bÞ «xy ho¸ rÊt m¹nh.
* C¸c bon cã thÓ bÞ ch¸y mÊt 25 - 35 %
* Silic
* Mang gan
25 - 45 %
35 - 38 %
9.6 C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn phun ®¾p
• N©ng cao tèc ®é luång khÝ nÐn còng nh− kÐo dµi thêi gian ®èt ch¸y d©y
hµn sÏ t¹o kh¶ n¨ng lµm s−¬ng ho¸ c¸c h¹t kim lo¹i phun ra.
• KÝch th−íc c¸c h¹t kim lo¹i phun ra thay ®æi trong ph¹m vi réng tõ 0,002
- (0,2-0,4) mm.
• Tèc ®é, khèi l−îng vµ ®é lín cña h¹t kim lo¹i cña líp phun ¶nh h−ëng
rÊt lín ®Õn kÕt cÊu vµ tÝnh chÊt.
• Do nhiÖt ®é kh«ng ®Òu neencos 2 tr¹ng th¸i h¹t kim lo¹i : láng vµ h¬i.
• Tèc ®é h¹t kim lo¹i lóc ®Çu kho¶ng 18 m/s sau ®ã t¨ng dÇn vµ cã thÓ ®¹t
200 m/s, (theo NguyÔn §øc Hïng V = 50 - 250 m/s)sau ®ã l¹i gi¶m dÇn.
ë cù ly 250 mm vµo kho¶ng 85 m/s
• Thêi gian chuyÓn ®éng cña h¹t tõ ®Çu phun ®Õn bÒ mÆt chi tiÕt kho¶ng
0,003 gi©y.
• Do thêi gian ng¾n tèc ®é di chuyÓn lín nªn h¹t kim lo¹i ch−a kÞp nguéi
nªn khi va ®Ëp vµo bÒ mÆt nã lµm biÕn d¹ng dÎo vµ b¸m chÆt vµo bÒ mÆt
gia c«ng.
• NhiÖt ®é thay ®æi phô thuéc vµo kho¶ng c¸ch tõ ®Çu sóng phun nh− sau :
Kho¶ng c¸ch L
NhiÖt ®é cña h¹t kim lo¹i C
mm
50
100 200
o
100 980 900
• CÊu tróc bÒ mÆt líp phun ®¾p kh«ng ®ång nhÊt. Thµnh phÇn ho¸ häc cña
líp kim lo¹i phun ®¾p kh¸c nhiÒu so víi kim lo¹i c¬ b¶n v× mét sè
nguyªn tè bÞ ch¸y ( Si = 25-45%, Mn = 35-38%, S 25-26 %.
• Møc ®é «xy ho¸ h¹t kim lo¹i vµ líp phun ¶nh h−ëng ®Õn ®é bÒn cña líp
®¾p.
104
• Líp kim lo¹i phun ®¾p cã nhiÒu lç xèp nªn mËt ®é líp kim lo¹i nµy nhá
h¬n kim lo¹i c¬ b¶n (líp kim lo¹i nÒn) trung b×nh 6,5 g/cm3 so víi kim
lo¹i nÒn lµ 7,7-7,8 g/cm3. MËt ®é t−¬ng ®èi cña líp kim lo¹i phun ®¾p lµ
85 % vµ ®é xèp 15 %.
• TrÞ sè dÉn ®iÖn cña líp kim lo¹i phun ®¾p nhá h¬n thÐp tõ 13 - 20 lÇn.
9.7 TÝnh chÊt c¬ lý cña líp kim lo¹i phun ®¾p [1], [14]
9.7.1 Nh©n tè ¶nh h−ëng ®Õn ®é cøng líp kim lo¹i phun ®¾p
Lµ ¶nh h−ëng cña cù ly phun vµ ¸p suÊt khÝ nÐn. Trong qu¸ tr×nh phun, c¸c
h¹t kim lo¹i bÞ kh«ng khÝ thæi nªn nguéi nhanh tõ nhiÖt ®é trªn nãng ch¶y xuèng
cßn 100-150 oC v× thÕ mét sè h¹t bÞ t«i, mét sè kh¸c bÞ «xy ho¸ nªn ®é cøng cao.
NÕu thÐp cã %C ®Õn 0,4 % ®é cøng ®¹t HB 150-258
NÕu thÐp cã %C ®Õn 0,8 % ®é cøng ®¹t HB 400
B¶ng 9-1
Phun b»ng hå quang ®iÖn
Phun b»ng khÝ ch¸y
Phun b»ng ®iÖn cao tÇn
%C
0,12-0,15
0,4
HB
197-220
258
285-300
320
%C
0,10
0,35
0,44
0,62
HB
192
208
230
267
%C
0,12-0,16
0,35
0,45
0,64-0,66
HB
230
330
0,45
0,8
401-415
440-460
§é cøng HB
320
280
240
200
0 25 50 75 100 125 150 mm
H×nh 9-6 ¶nh h−ëng cña cù ly phun ®Õn ®é cøng líp kim lo¹i phun
VËt liÖu thÐp 0,45 %C [1](trang66)
1- §é cøng HB líp kim lo¹i bÒ mÆt
2- §é cøng HB líp kim lo¹i c¸ch bÒ mÆt 1,5 mm
9.7.2TÝnh chÊt líp phun phñ
a. §é bÒn c¬ häc :
• Líp kim lo¹i phun ®¾p cã ®é bÒn chÞu nÐn cao (80-120 KG/mm2)
• TrÞ sè ®é bÒn kÐo phô thuéc ph−¬ng ph¸p phun vµ hµm l−îng c¸c bon trong
d©y phun xem b¶ng [1].
B¶ng 9-2
Hµm l−îng C
§é bÒn kÐo (KG/mm2) øng víi ph−¬ng ph¸p phun
%
b»ng hå quang ®iÖn B»ng ngän l÷a khÝ
§iÖn cao tÇn
105
0,15 -0,20
0,25
0,4-0,46
0,6-0,8
10-12
-
11-18
14-19
18-20
24
-
19
11-12
14-19
22-24
18-19
• MÆc dÇu kim lo¹i líp phun cã ®å bÒn kÐo kh«ng cao nh−ng nã chØ bÞ h− háng
khi øng suÊt ®¹t tíi trÞ sè biÕn d¹ng dÎo cña kim lo¹i gèc.
• TÝnh n¨ng c¬ häc cña líp kim lo¹i phun kÐm h¬n gang v× gi÷a c¸c h¹t kim lo¹i
phun ®¾p cã nhiÒu mµng «xy ho¸ vµ cã t¹p chÊt.
Phun b»ng ®iÖn cao tÇn cho líp phun cã c¬ tÝnh cao :
D©y hµn b»ng thÐp 45 §é bÒn ®¹t 22,5 KG/mm2. T−¬ng ®−¬ng ®é bÒn cña
gang.
§é cøng ®¹t 400-415 HB
§é bÒn mâi t¨ng thªm 9-13,5 %
Phun b»ng hå quang ®iÖn
D©y hµn b»ng thÐp 45: §é bÒn ®¹t 9,36 KG/mm2. T−¬ng ®−¬ng ®é bÒn cña
gang
§é cøng ®¹t 250-260 HB
b. §é b¸m : TÝnh chÊt c¬ häc chñ yÕu lµ ®é b¸m,
§é b¸m lµ th«ng sè quan träng quyÕt ®Þnh chÊt l−îng líp phun ®¾p. Nã phô
thuéc ph−¬ng ph¸p phun ®¾p, nhiÖt ®é, tèc ®é h¹t, cù ly phun vµ chiÒu dµy líp
phun. Sau khi chuÈn bÞ bÒ mÆt xong ph¶i tiÕn hµnh phun ngay. Thêi gian kÐo dµi
cµng l©u th× bÒ mÆt sÏ bÞ «xy ho¸ lµm cho kh¶ n¨ng dÝnh b¸m cµng gi¶m, líp kim
lo¹i phun ®Ó bong. ChÊt l−îng cña mèi liªn kÕt ch¶y hµn vµ b¸m c¬ häc cña líp
phun (®é b¸m) phô thuéc vµo chÊt l−îng chuÈn bÞ bÒ mÆt (phô thuéc ®é s¹ch bÒ
mÆt s¶n phÈm), vËt liÖu phun, vËt liÖu nÒn vµ chÊt l−îng cña c¸c b−íc tiÕn hµnh
phun. ChiÒu dµy líp phun phñ lín h¬n 3 mm cÇn bÒ mÆt cã ®é nh¸m lín (NguyÔn
§øc Hïng, P.166).
c. §é chÞu mµi mßn
Trong ®iÒu kiÖn ma s¸t kh« ®é chÞu mµi mßn cña kim lo¹i phun rÊt kÐm do
nã xèp, dßn,... Trong ®iÒu kiÖn b«i tr¬n ®Çy ®ñ th× kh¶ n¨ng chÞu mµi mßn t¨ng vi
c¸c lç ræ xèp chiÕm 5-11 % t¹o nªn c¸c hèc chøa dÇu b«i tr¬n nªn ma s¸t nhá (hÖ
sè ma s¸t kho¶ng : f = 0,01-0,04 . Nhê cã líp xèp nµy mµ cho phÐp chi tiÕt m¸y
lµm viÖc b×nh th−êng 100-190 giê sau khi ®−êng dÇu b«i tr¬n hÕt.
TÝnh chÊt b¶o vÖ chèng ¨n mßn cña líp phun phñ nh«m hoÆc kÏm (NguyÔn §øc
Hïng, P.171) phô thuéc vµo chiÒu dµy, ®é b¸m, ®é xèp vµ b¶n chÊt kim lo¹i líp
phñ. Líp phñ kÏm cã ®é b¸m tèt h¬n song líp líp nh«m cã ®é bÒn ¨n mßn cao
h¬n nªn ng−êi ta th−êng tæ hîp kÏm víi nh«m
§Ó ®¶m b¶o thêi gian líp b¶o vÖ lµ 15 n¨m th× chiÒu dµy líp phñ ph¶i ®¹t gi¸
trÞ nhÊt ®Þnh theo b¶ng [5]
B¶ng 9-3
ChiÒu dµy b¶o vÖ tèi thiÓu, µm
Ph−¬ng ph¸p
Líp phñ N«ng th«n
Thµnh
phè
C«ng
nghiÖp
BiÓn
200
Zn 120
160
200+s¬n
106
Al
ZnAl
Al
Zn
ZnAl
120
-
200
120
-
160
40/200
300
160
40/200
200
40/250
300
200+s¬n
40/250
16
40/200
250
200
40/200
Kh¶ n¨ng bÒn ¨n mßn cña líp phñ Zn vµ Al ®−îc tr×nh bµy ë b¶ng 9.4 vµ thêi h¹n
b¶o vÖ cña c¸c líp phñ cã chiÒu dµy kh¸c nhau ®−îc tr×nh bµy ë b¶ng 9-5 [5]
B¶ng 9-4
C¸c t¸c nh©n ¶nh h−ëng cã trong khÝ quyÓn.
SO2 40 Cl-
mg/m2 trong
kh«ng
PH
§é
cøng
NhiÖt
®é
Cl- 50 Sunfat, Kim lo¹i Amooni
mg/lÝt 500 nÆng g©y ¾c, axit
mg/lit ¨n mßn humic
Líp
phñ
trong
khÝ
n−íc
trong
n−íc
BÒn
trong H2O
Zn
Al
¨n mßn ¨n
6,5- Kh«ng <=
¨n
Cu, Fe3+, ¨n mßn
kim lo¹i m¹nh
quý
m¹nh
mßn
12
bÒn
50oC
mßn
m¹nh
¨n
BÒn
BÒn
4-8,5 BÒn
BÒn
BÒn
Cu, Fe3+,
BÒn
mßn lç KL
quý
B¶ng 9-5 [5]
ChiÒu dµy
g/m2.
Vïng khÝ hËu
Líp phñ
Zn
N«ng
nghiÖp
BiÓn
C«ng
NhiÔm
®éc nÆng
3,15
µm
nghÖp
6
50
315
21
12,6
100
150
630
945
42
63
25,2
37,8
12
18
6,3
9,45
9.8 ThiÕt bÞ phun
Nguèn ®iÖn, khÝ nÐn, ®Çu phun, c¸c ®å g¸ kÑp chi tiÕt
§Çu phun :
• §Çu phun bét kim lo¹i; §Çu phun d©y kim lo¹i
• §Çu phun b»ng hå quang,
• §Çu phun b»ng dßng cao tÇn
• §Çu phun b»ng hå quang plasma;
• §Çu phun dïng ngän löa khÝ
107
H×nh 9-7 S¬ ®å nguyªn lý d©y chuyÒn phun ®¾p b»ng d©y kim lo¹i nãng ch¶y
9-9 C«ng nghÖ phun
9.9.1 ChuÈn bÞ bÒ mÆt
Khi chiÒu dµy líp phun phñ <= 0,6 mm th× ®é nhÊp nh« trªn bÒ mÆt chØ cÇn
dïng ph−¬ng ph¸p phun c¸t hoÆc phun h¹t kim lo¹i.
9.9.2Chän vËt liÖu phun ®¾p
9.10 ChÕ ®é phun ®¾p ®Æc tr−ng :
• Lµm s¹ch bÒ mÆt cÇn phun ®¾p.
• Chän ph−¬ng ph¸p phun
• Chän ¸p lùc phun
• Chän vËn tèc d©y (mm/s) , c«ng suÊt phun ( kg/ph )
• Chän gãc phun
• Chän vËn tèc phun
( 45 - 90 o)
( 6 - 20 m/ph ).
• Chän kho¶ng c¸ch gi÷a ®Çu phun ®Õn vËt phun ( 50 - 300 mm) cã thÓ ®Õn 600,
700mm. Khoang c¸ch cµng gÇn th× ®é dÝnh b¸m cµng tèt h¬n, tæn thÊt nhiÖt
cµng Ýt . Tuy nhiªn còng ph¶i chän kho¶ng c¸ch hîp lý ®Ó líp ®¾p b¸m tèt .
C¸c ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho chÕ ®é phun :
• §−êng kinh d©y phun D = 0,8 - 3 mm
• ¸p suÊt khÝ nÐn
• Tèc ®é h¹t KL
P = 5 - 6 at
V = 100-200 m/s cã thÓ ®¹t V = 250m/s.
108
• Dßng ®iÖn nung ch¶y: Th−êng 1 chiÒu, còng cã thÓ dïng xoay chiÒu. Dßng
®iÖn cã c−êng ®é I cao (kho¶ng 500A ),
• Cã thÓ sö dông nguån nhiÖt cña ngän löa khÝ O2 - C2H2,
• Phun b»ng hå quang plazma h¹t kim lo¹i phun Φ = 15 - 20µm.
• Líp phun yªu cÇu th−êng tõ 1-2µm ÷ 10µm.
• Nguån nhiÖt cã thÓ lµ ngän löa khÝ hay hå quang ®iÖn,...
H×nh 9 - 8 S¬ ®å nguyªn lý d©y chuyÒn phun ®¾p b»ng hå quang plasma
109
12 trang
24900
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Lắp đặt và sửa chữa máy - Chương 9: Phục hồi bằng phun đắp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_lap_dat_va_sua_chua_may_chuong_9_phuc_hoi_bang_ph.pdf
