Химия - Электрошлаковая наплавка

01 марта 2011

Электрошлаковая наплавка — разновидность электрошлакового процесса; технология, основанная на нанесении расплавленного металла на рабочую поверхность изделия, при которой оплавление основного и расплавление присадочного металлов происходит за счет тепла, выделяющегося в шлаковой ванне при протекании через нее электрического тока. Ванна жидкого шлака, имея меньшую, чем у расплавленного металла, плотность, постоянно находится над поверхностью металлического расплава, защищая его от воздействия воздуха. Капли присадочного металла, проходя через шлак, подвергаются металлургической обработке и очищаются от вредных примесей. Направление конвекции шлака зависит от диаметра электрода: при наплавке тонким электродом преобладает вынужденная электромагнитная конвекция, шлак опускается у электрода и поднимается по краям шлаковой ванны, при использовании толстого электрода преобладает свободная тепловая конвекция, шлак опускается по краям шлаковой ванны и поднимается вблизи электрода.

Различают наплавку с принудительным и свободным формированием наплавляемого слоя. По начальной стадии электрошлакового процесса различают «твердый» старт и «жидкий» старт.

Сущность ЭШН с принудительным формированием наплавляемого слоя заключается в следующем. В шлаковую ванну, находящуюся в полости, образованной наплавляемой поверхностью и водоохлаждаемым кристаллизатором, подается электродный присадочный материал. Ток, проходя между электродом и наплавленным металлом через жидкий шлак, разогревает его до высокой температуры, достаточной для расплавления подаваемого присадочного материала и оплавления поверхности изделия. Расплавленный металл опускается на дно шлаковой ванны и, кристаллизуясь, образует наплавленный слой.

В качестве присадочного материала используются один или несколько электродов из сплошных или порошковых проволок, ленты, пластинчатые электроды большого сечения, плавящиеся мундштуки и композиционные проволоки. При использовании неплавящихся электродов возможно применение электронейтральных некомпактных присадочных материалов: дроби, жидкого металла.

При ЭШН композитных покрытий в шлаковую ванну сыпят сверху гранулированный твёрдый сплав, температура плавления которого выше температуры плавления металла-связки, необходимость применения которого обусловлена недопустимостью вторичного расплавления некоторых твёрдых сплавов, из-за чего наплавка монопокрытий из таких материалов невозможна. Твёрдость и износостойкость обеспечивается частицами твёрдого сплава, а металл-связка держит их на поверхности детали.

Достоинства ЭШН:

• высокая устойчивость процесса и нечувствительность к кратковременным изменениям тока и его прерыванию;
• высокая производительность;
• экономичность процесса;
• Рафинирование металла от вредных примесей и высокая защита ванны жидкого металла от воздуха;
• возможность получения за один проход наплавленного слоя практически любой толщины;
• возможность обеспечения малой величины проплавления основного металла.

К недостаткам следует отнести:

• недопустимость прерывания процесса до окончания наплавки;
• необходимость изготовления технологической оснастки, формирующей наплавляемый слой;
• крупнозернистую структуру металла шва и зоны термического влияния.

Наибольшее распространение ЭШН получила при наплавке на изделия слоев металла большой толщины при которой наиболее полно реализуются все преимущества ЭШН. Этот способ используется для нанесения износостойких, жаростойких, коррозионностойких и других покрытий с особыми свойствами на поверхности деталей машин металлургического, нефтехимического, горнодобывающего и строительного оборудования.

Просмотров: 2292

<<< Электрометаллургия

Электрошлаковый переплав >>>