|
|
|
1. Generalitati
Acoperirea este metoda de aplicare a unui strat de material pe alt obiect sau in jurul unui alt obiect, pentru a-l imbraca total sau partial, pentru a-l proteja sau pentru a-i modifica aspectul.
Acoperirea unui obiect se poate face cu materiale metalice sau nemetalice.
Acoperirea cu materiale metalice poarta denumirea de metalizare.
Metalizarea urmareste:
n imbunatatirea unor proprietati mecanice ale suprafetei (duritate, rezistenta la uzura, durabilitate);
n imbunatatirea unor proprietati fizice;
n imbunatatirea unor proprietati chimice;
n protectia anticoroziva;
n realizarea unui aspect exterior placut;
Acoperirea cu materialele metalice este precedata de operatia de pregatire a suprafetei in scopul obtinerii unei aderente bune. Acestea pot fi mecanice (sablare, polizare) sau chimice (decapare).
Procedeele de metalizare sunt:
1. Pulverizare.
2. Placare.
3. Cufundare in metale topite.
4. Amalgamarea.
5. Spoirea.
6. Electro-chimica.
7. Electro-frecare.
Metalizarea prin pulverizare se efectueaza proiectand metale sau aliaje topite, ori pulverizate din stare topita pe suprafete metalice cu ajutorul unui pistol de metalizat.
Prin solidificare particulele proiectate pe suprafata de metalizat se sudeaza intre ele formand o pelicula aderenta datorita in special tensiunii superficiale.
Un aparat de metalizat trebuie sa contina trei categorii de subansambluri care sa asigure realizarea urmatoarelor operatii:
1. Topirea metalului de aport.
2. Pulverizarea metalului topit.
3. Antrenarea particulelor formate de catre un curentul de aer comprimat catre suprafata de metalizat.
Avantajele metalizarii prin pulverizare
n piesa metalizata nu se incalzeste peste 400 ° K si deci nu se produc modificari structurale;
n se pot realiza pelicule de grosimi variabile;
n timp de executie mic;
n cost scazut;
Dezavantaje pulverizarii sunt :
n rezistenta slaba la incovoiere si tractiune a peliculei;
n rezilienta redusa;
n piesele metalizate nu se pot supune deformatiilor plastice;
Domenii de aplicare ale metalizarii prin pulverizare sunt :
n reconditionari;
n remedierea defectelor de suprafata ale pieselor turnate;
n protectia contra coroziunii;
n realizarea unor suprafete refractare;
n metalizarea materialelor nemetalice;
Prin placare se intelege imbinarea nedemontabila a doua sau mai multe materiale metalice sub forma de straturi prin intermediul fortelor de coeziune. Piesa stratificata realizata prin placare se comporta atat la rece cat si la cald ca un singur obiect, insumand sau cumuland proprietatile straturilor componente.
Produsele placate se deosebesc de cele metalizate prin pulverizare prin grosimea mai mare a stratului placat. La placare grosimea peliculei ajunge de ordinul milimetrilor.
Straturile metalizate nu depasesc 2-3% din grosimea totala a obiectului pe cand cele placate ajung si la 20%. Placarea poate fi bistrat sau multistrat din materiale metalice de diferite naturi.
Alegerea straturilor ca grosime si natura se face in functie de proprietatile care se urmaresc (mecanice, fizice, chimice, etc.) a le obtine. Suprafetele de placat se curata dupa care se placheaza.
Se cunosc mai multe procedee de placare :
1) Prin turnare.
2) Prin deformare plastica.
3) Placarea prin sudare.
4) Placarea prin agregare de pulberi.
5) Placarea prin explozie.
Se realizeaza turnand metalul de placat pe suprafata pregatita. Piesa de placat se incalzeste la 1100 - 1300 K. Aderenta se realizeaza prin difuziune.
Fazele placarii prin turnare sunt :
n pregatirea suprafetelor de placat;
n turnarea metalului de placat;
n prelucrarea stratului placat (prin aschiere);
Placarea prin turnare se poate executa prin:
1. Turnarea simultana sau succesiva a otelurilor de baza si a celui de placare, printr-un perete despaartitor care se scoate la momentul oportun.
2. Turnarea otelului lichid peste placi din otelul de placare introduse in prealabil in lingotiera. Aderenta obtinuta nu este suficienta si se imbunatateste prin presare sau laminare.
Fig.1. Schema placarii prin turnare
Se realizeaza prin presarea suprafetelor de placat. In timpul presarii se produce o deformare plastica a partilor componente. In mod obisnuit se realizeaza la cald. Deformarea plastica necesara placarii se realizeaza prin : - laminare, extruziune, tragere.
Se face la temperatura corespunzatoare laminarii. Se pot realiza placaje din otel - otel; otel - aluminiu; otel - nichel; cupru - alama; otel - aluminiu - otel.
Fig. 2. Schema placarii prin laminare
1 = corp extruder
2 = matrita
3 = mandrina
4 = matel de baza
5 = material de placat
6 = strat placat
7 = presiune necesara extrudarii
8 = sensul extrudarii
Fig. 3. Schema placarii prin extruziune
Deformarea cea mai importanta este cea a metalului placat. Acest procedeu tehnologic se poate realiza in doua variante :
extrudarea simultana a metalului de baza si a celui placat ;
cextruziunea celor doua metale .
Se aplica barelor si tevilor bimetalice. Doua tevi distincte se pot trage obtinandu-se o teava placata.
a = placare prin tragere ingol
b = placare prin tragere pe dorn
1 = matrita
2 = dorn
3 = teava de baza
4 = teava de placat
5 = teava placata
Fig. 4. Placarea tevilor prin tragere la rece
Se aplica produselor bimetalice de dimensiuni mari. Metalul de placat se depune printr-un procedeu oarecare de sudare: manual, sub strat de flux, in baie de zgura. Produsul monolit stratificat se prelucreaza prin laminare.
Prin aceste procedee tehnologicese pot obtine:
1. table si benzi placate uni si bilaterale;
2. materiale metalice multistrat pentru scule;
3. benzi bimetalice pentru contacte electrice;
4. bare si sarme bimetalice pentru telecomunicatii;
5. benzi si bare placate pentru instalatii chimice;
6. protectie anticoroziva ( la schimbatoarele de caldura );
Posibilitati de combinare ale materialelor metalice in vederea placarii
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
Otel
X
X
X
2
Alama
X
X
3
Aluminiu
X
X
X
4
Bronz
X
5
Aur
X
X
X
X
6
Argint
X
X
X
X
7
Inox
X
X
8
Plumb
X
X
X
X
X
9
Staniu
X
X
X
X
X
X
10
Cupru
X
X
X
a , b= table placate unilateral
c = materiale placate multistrat
d,e,f = bimetale cu placari partiale
g = benzi pentru contacte electrice
h.n = placari prin sudura
o.s = bare si sarme bimetalice
t.x = bare si benzi placate interior si exterior , pentru instalatii
Fig.7. Exemple de aplicare a metalizarii prin placare
La baza tuturor proceselor de placare sta fenomenul de aderenta. Principalii factori care influenteaza aderenta materialelor placate sunt:
1. Legaturile metalice.
2. Presiunea.
3. Temperatura.
4. Structura zonei de contact.
5. Compozitia chimica.
Influenta legaturilor metalice -aderenta - se datoreste aparitiei legaturilor metalice intre suprafete. Daca apropiem doua suprafete metalice intre ele apar intotdeauna forte de interactiune de tip Van Der Valls (distanta este de 102 Ao).
In cazul apropierii la distante mai mici apar forte de coeziune. Fortele de interactiune depind de orientarea axelor cristalografice in cazul monocristalelor.
Pot adera atomi care au retele cristaline cu aceeasi parametri. Atomii cu directia legaturilor cristaline care nu au coincis, vor avea o interactiune intre ei fara formarea legaturilor metalice.
Influenta presiunii -presiunea este mijlocul principal de a aduce in contact doua suprafete pentru realizarea difuziunii. Rezistenta imbinarii este in functie de deformare. In afara de presiunea totala, aderenta depinde si de regimul de presiune aplicat.
Influenta temperaturii - cu cat temperatura creste cu atat difuziunea si aderenta cresc.
Influenta structurii zonei de aderenta - tablele din otel au o aderenta cu atat mai puternica cu cat decarburarea este mai mare.
