Распылительная головка к электрометаллизатору

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Изоитко Владимир Михайлович Буйкус Кястас Вито(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси(57) Распылительная головка к электрометаллизатору, содержащая корпус с центральным цилиндрическим каналом, проволочные электроды, охватываемые токоподводами с коническими наконечниками, штуцер для подачи воздуха, газораспределительную камеру,расположенную внутри корпуса и связанную со штуцером для подачи воздуха и размещенными во взаимно перпендикулярных плоскостях парой конических и парой цилиндрических каналов для подачи воздуха, сходящихся в начале центрального цилиндрического канала корпуса, причем конические наконечники токоподводов размещены в конических каналах корпуса с зазором с образованием конических кольцевых каналов, отличающаяся тем, что в корпусе расположен канал для подачи газообразных углеводородных соединений, выход которого расположен на оси центрального цилиндрического канала корпуса перед точкой схождения проволочных электродов. 22702005.12.30 Полезная модель относится к технике напыления расплавленного металла на поверхность, а именно к конструкциям распылительных головок к электрометаллизаторам, с помощью которых напыление покрытий проводят путем электродугового расплавления электродов в виде проволок и распыления расплавленных частиц сжатым воздухом. В качестве прототипа выбрана распылительная головка к электрометаллизатору, содержащая корпус с центральным цилиндрическим каналом, проволочные электроды, охватываемые токопроводами с коническими наконечниками, штуцер для подачи воздуха. В корпусе головки размещена газораспределительная камера, связанная со штуцером для подвода воздуха, а также размещены во взаимно перпендикулярных плоскостях пара конических и пара цилиндрических каналов для подачи воздуха, сходящихся в начале центрального цилиндрического канала корпуса и связанных с противоположного конца с газораспределительной камерой, а конические наконечники токопроводов размещены в конических каналах корпуса головки с зазором с образованием конических кольцевых каналов 1. Однако при распылении проволочных электродов сжатым воздухом в зоне горения электрической дуги и расплавления проволочных электродов происходит интенсивное химическое взаимодействие элементов расплавленного материала проволок с кислородом концентрированного потока сжатого воздуха. В результате чего на поверхности расплава образуется оксидная пленка, которая увеличивает силу поверхностного натяжения, что ведет к отрыву частиц большого размера, происходит выгорание легирующих элементов и углерода. Покрытие, образованное из частиц большого размера обладает низкими физико-механическими свойствами низкая прочностью сцепления с подложкой,повышенная пористость, высокая хрупкость. Задача полезной модели - повышение качества покрытия. Технический результат выражается в изолировании зоны расплавления проволок от потока сжатого воздуха. Технический результат достигается тем, что в распылительной головке к электрометаллизатору, содержащей корпус с центральным цилиндрическим каналом, проволочные электроды, охватываемые токопроводами с коническими наконечниками, штуцер для подачи воздуха, газораспределительную камеру, расположенную внутри корпуса и связанную со штуцером для подачи воздуха и размещенными во взаимно перпендикулярных плоскостях парой конических и парой цилиндрических каналов для подачи воздуха, сходящихся в начале центрального цилиндрического канала корпуса, причем конические наконечники токопроводов размещены в конических каналах корпуса с зазором с образованием конических кольцевых каналов, в корпусе расположен канал для подачи газообразных углеводородных соединений, выход которого расположен на оси центрального цилиндрического канала корпуса перед точкой схождения проволочных электродов. На фиг. 1 изображена распылительная головка, разрез, вид сверху на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Головка содержит корпус 1, в котором размещены во взаимноперпендикулярных плоскостях пара конических 2 и пара цилиндрических 3 каналов для подачи сжатого воздуха, сходящихся в центральном канале 4 корпуса 1. К корпусу 1 крепится панель 5 из электроизоляционного материала, в которой размещены два токопровода 6 и штуцер 7 для подачи сжатого воздуха. Между корпусом 1 и панелью 5 образуется полость, которая служит газораспределительной камерой 8. Токопроводы 6 выполнены сборными с коническими наконечниками 9, входящими с зазором в конические каналы 2. В корпусе 1 расположен канал 11 для подачи газообразных углеводородных соединений, выход которого расположен на оси центрального цилиндрического канала корпуса 1 перед точкой схождения проволочных электродов 10. Распылительная головка работает следующим образом. 2 22702005.12.30 Включают подачу сжатого воздуха давлением 0,6 МПа, который через штуцер 7 поступает в газораспределительную камеру 8, а затем через каналы 2 и 3 - в центральный канал 4. Подают газообразные углеводородные соединения (например, пропан-бутан) через канал 11 для подачи газообразных углеводородных соединений. Проволочные электроды 10 через токопроводы 6 и наконечники 9 подают в точку пересечения воздушных потоков, образованных каналами 2 и 3, в центральном канале 4. Подают напряжение противоположной полярности на токопроводы 6 и через наконечники 9 на проволочные электроды 10. В точке пересечения проволочных электродов 10 зажигается электрическая дуга и происходит их расплавление. Газообразные углеводородные соединения омывают точку расплавления проволочных электродов 1, защищая от кислорода воздуха перегретый металл и распыляя образованный расплав. Дальнейшее придание распыленным частицам необходимой скорости осуществляет сжатый воздух из каналов 2 и 3. На поверхности расплава не образуется оксидная пленка, поэтому сила поверхностного натяжения расплава в зоне расплавления остается низкой, что ведет к частому отрыву частиц малого размера. В зоне горения дуги происходит частичная диссоциация углеводородов, причем часть углерода вступает в реакцию с кислородом, попавшим из зоны расплавления, восстанавливает оксиды расплава, часть - науглероживает металл частиц, восстанавливает количество углерода в результате высокотемпературного выгорания в дуге. Таким образом, покрытие, напыленное с использованием предлагаемой распылительной головки, обладает высокими физико-механическими свойствами низкая пористость,высокая прочность сцепления с подложкой и пластичность. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.