Какой металлизатор выбрать: виды, отличия и что проверить перед покупкой

Когда ищут металлизатор, обычно сравнивают модели и цены. Но сначала стоит ответить на другой вопрос: что вы будете напылять и на какую деталь. От этого зависит и тип аппарата, и то, понадобится ли вам один аппарат или целый участок с компрессором, камерой и станком.

Если нужно защитить металл цинком или алюминием либо восстановить изношенный вал, скорее всего, вам подойдёт электродуговой металлизатор. Ниже разберём, почему именно он, в каких случаях его не хватит и как прикинуть производительность под вашу задачу.

Газопламенный. Плавит проволоку или порошок пламенем горючего газа. Это простой и недорогой способ, но покрытие держится слабее, а пор и оксидов в нём больше.

Электродуговой. Между двумя проволоками горит дуга, а сжатый воздух распыляет расплавленный металл. Среди этих способов он наносит металл быстрее всего, а сцепление у него лучше, чем у газопламенного. Горючий газ ему не нужен. Но проволока должна проводить ток, поэтому керамику или карбиды так не нанести.

Плазменный. Порошок плавится в плазменной струе. К нему обращаются, когда нужно напылить тугоплавкий материал, с которым дуговой аппарат не справится.

Высокоскоростной газопламенный (HVOF). Материал разгоняет сверхзвуковая струя продуктов горения. Покрытие получается плотным и очень прочно держится. Такой способ выбирают, когда качество покрытия важнее скорости и цены.

Есть и вариант дуговой металлизации с подачей жидкого топлива в зону дуги. В наших испытаниях покрытие из стальной проволоки получилось твёрже и с меньшей пористостью. Об этом мы писали в отдельной статье.

В паспорте аппарата производительность указана в килограммах в час, и по ней легко ошибиться. Килограммы цинка и алюминия покрывают разную площадь, потому что алюминий намного легче.

Возьмём ручной металлизатор «Дракон» и конструкцию на 100 м² с покрытием толщиной 100 мкм. Такая толщина взята только для примера, для вашего изделия она может быть другой.

Цинка аппарат распыляет вдвое больше по весу, но по площади алюминий идёт не медленнее. Поэтому сравнивайте аппараты на том материале, которым будете работать.

Это расчёт на максимальном режиме и без потерь. На деле часть металла пролетает мимо детали, а ещё нужно время на подготовку и перемещения. Зато расчёт сразу показывает, хватит ли одного аппарата на вашу смену, и сколько проволоки заложить.

Покупая металлизатор, легко посчитать только его цену. Но работать он будет лишь вместе с остальным оборудованием.

Сжатый воздух здесь не вспомогательная мелочь: именно он распыляет металл. Для ЭДМ-5У в паспорте указан компрессор на 2-3 м³ в минуту и 6-7 кг/см². Воздух должен быть без масла и влаги, поэтому понадобится ещё фильтр с манометром.

Для дуги нужен постоянный ток и сварочный выпрямитель с жёсткой характеристикой, например ВДУ-504, ВС-600 или ПСГ-500. Если подходящий источник и компрессор у вас уже есть, покупать их заново не придётся.

Для подготовки поверхности нужна камера струйно-абразивной обработки или дробеструйный аппарат. А для самой работы нужны камера или отдельное помещение с местной вытяжкой: аппарат даёт много металлической пыли, шум и излучение дуги. С алюминием к этому надо отнестись особенно серьёзно. Его пыль при определённой концентрации в воздухе может загореться, поэтому в ёмкостях и тесных помещениях с плохой вентиляцией напылять нельзя.

Гладкая или плохо подготовленная поверхность. Распылённый металл на гладкой поверхности надёжно не держится. Поэтому деталь обрабатывают колотой дробью или электрокорундом с зерном 0,8-1,6 мм при давлении 0,4-0,6 МПа. На незакалённых деталях можно нарезать «рваную» резьбу, а на закалённых после резьбы всё равно нужна абразивная обработка. По нашему паспорту напылять надо не позже чем через 2 часа после подготовки. ГОСТ 9.304-87 допускает от 0,5 до 12 часов в зависимости от того, где будет работать изделие, но чем раньше, тем лучше. Пока деталь ждёт, на неё не должна попадать влага, а напылять при температуре воздуха ниже минус 5 °C стандарт не разрешает.

Перегрев детали. Поверхность не должна нагреваться выше 100-120 °C, иначе покрытие может отслоиться. Поэтому вал всё время вращают, а металлизатор водят вдоль оси. На плоских деталях аппарат постоянно перемещают.

Слишком высокое напряжение. Держать надо минимальное напряжение, при котором дуга горит стабильно. Завышенное напряжение перегревает покрытие и выжигает легирующие элементы из проволоки.

Рыхлое, крупнозернистое покрытие. Обычно это значит, что не хватает давления воздуха либо проволоки сошлись не по оси воздушного сопла.

Дуга горит с перерывами. Причиной бывает грязная или неровная проволока, плохой контакт, неравномерная подача одной из проволок или неисправный источник. Гнутую проволоку использовать нельзя.

Неправильный порядок включения. Воздух подают первым, а перекрывают последним. Если перепутать, можно оплавить наконечники и сопло.

Наконечники и ведущие ролики изнашиваются быстрее всего, поэтому их стоит держать в запасе и менять самостоятельно по мере износа.

Ручной аппарат подойдёт, если детали разные, партии небольшие или работать надо на объекте. Конструкцию моста или большой резервуар в цех не привезёшь, поэтому аппарат несут к ней.

Но при ручной работе скорость и расстояние до детали задаёт рука оператора. Если деталей много или это длинный вал, аппарат лучше закрепить. Деталь вращается на вращателе ТОМ-16НД, аппарат едет на каретке, и станок повторяет один и тот же режим на каждой детали. «Дракон» при этом менять не обязательно, его можно поставить на суппорт вращателя.

Когда однотипных изделий совсем много, имеет смысл делать линию. Например, наша линия для труб рассчитана на напыление цинка на 80 000 метров труб в месяц: трубы сами идут по рольгангу через дробеструйную камеру и камеру металлизации. Для плит и других изделий мы делаем установки под задачу, как АМП-1.

Ниже сравнение двух наших аппаратов: ручного «Дракона» и стационарного ЭДМ-5У.

ЭДМ-5У наносит покрытие толщиной от 0,2 до 7 мм и более. С чего начинать его настройку, подскажет таблица из паспорта. Дистанция от сопла до детали 120-140 мм.

Если вы не уверены, что выбрать, пришлите деталь или чертёж и напишите, что и какой толщиной надо нанести. Мы подберём аппарат и скажем, что ещё понадобится. Можем и собрать участок под ключ: поставка, пусконаладка, отработка технологии и обучение персонала.

Восстановление деталей. Коленчатые валы автотракторных, тепловозных и судовых двигателей, тормозные барабаны, головки блоков и гильзы цилиндров, гидроштоки, валы якорей стартеров, генераторов и электродвигателей, корпусные детали и другие детали типа «вал».

Защита от коррозии. Алюминий и цинк наносят на трубы, резервуары, строительные и другие металлоконструкции, диффузионные аппараты сахарных заводов.

Специальные покрытия. На обычную конструкционную сталь наносят слой с нужными свойствами: нержавеющий, антифрикционный или твёрдый, до 55 HRC.

Защитно-декоративные покрытия. Медь, бронзу, латунь и цинк наносят на сталь, чугун, керамику и бетон.

Что такое электродуговая металлизация?
Это способ нанести металлическое покрытие: дуга плавит две проволоки, а сжатый воздух распыляет расплав на подготовленную поверхность.

Это то же самое, что горячее цинкование?
Нет. При горячем цинковании изделие погружают в ванну с расплавленным цинком, а здесь цинк напыляют из аппарата. Поэтому напылять можно и на месте, и на изделия, которые не помещаются в ванну.

Какой компрессор нужен?
Для ЭДМ-5У в паспорте указано 2-3 м³ в минуту и 6-7 кг/см², плюс фильтр от масла и влаги.

Можно ли восстановить вал металлизацией?
Да, мы внедряли такие участки: восстанавливают и валы под посадочные места подшипников, и другие детали. Подходит ли способ под вашу деталь, зависит от нагрузки на неё, поэтому лучше прислать чертёж.

Сколько стоит металлизатор?
Зависит от комплекта: нужен только аппарат или ещё компрессор, источник, камера и вращатель. В стоимость входит пусконаладка, гарантия 1 год. Опишите задачу, и мы посчитаем.