Электрометаллизационный аппарат имеет алюминиевый корпус (рис. 155), в котором установлен механизм аппарата. С катушек, установленных на кронштейне, к приемным трубкам 8 подводится проволока, защищенная изолирующими шлангами. Пройдя между верхними и нижними подающими рифлеными роликами, проволока поступает в распылительную камеру аппарата. Ролики подачи приводятся в движение воздушной турбинкой или электродвигателем. Далее проволока попадает в наконечники, которые направляют ее навстречу друг другу и через контактные трубки подводят к проволоке ток от трансформатора. При замыкании проволоки зажигается электрическая дуга. По трубке подводится сжатый воздух, который распыляет расплавленный металл и направляет его на подготовленную поверхность детали.

Отечественной промышленностью изготовляется несколько типов электрометаллизаторов. Они отличаются друг от друга способом подачи проволоки (от воздушной турбинки или от встроенного электродвигателя), родом применяемого тока, мощностью и производительностью (табл. 18). Металлизаторы бывают ручные и стационарные.

Электрометаллизационные аппараты стационарного типа устанавливают на суппорте токарного станка, ручные удерживают в руке при металлизации плоских или фигурных деталей.

Рис. 156. Электрометаллизацион- ный аппарат ЭМ-3

Электройеталлизатор ЭМ-3 (рис. 156) имеет воздушную турбинку для привода механизма подачи проволоки.

Установка для электрометаллизации показана на рис. 157.

Рис. 157. Установка для электрометаллизации:
1 — электродвигатель; 2 — компрессор; 3 — маслоуловитель; 4 — ресивер; 5 —обратный клапан; 6 — масловодоотделитель; 7 — редуктор с манометром; 8 — сеть переменного тока; 9 — распределительный щиток; 10 — трансформатор и осциллатор; 11 — катушка с проволокой; 12 — электрометалли- зационный аппарат; 13 — деталь

Рис. 158. Газовый инжекторный металлизатор ГИМ-1

Газометаллизационный аппарат расплавленную ацетилено-кислород- ным пламенем проволоку распыли- вает так же, как и электрометалли- затор, — сжатым воздухом. В газоме- таллизаторе регулируют подачу проволоки, ацетилена и кислорода; это дает возможность управлять тепловым режимом процесса плавления проволоки и регулировать характер пламени по химическому составу. В результате этого качество газовой металлизации получается выше чем при электрометаллизации, но необходимость в ацетилене и кислороде осложняет эксплуатацию газометаллизаторов и ограничивает их применение. Отечественная промышленность выпускает газовый инжекторный металлизатор ГИМ-1 (рис. 158), который работает на ацетилене от сварочных газогенераторов низкого давления.

Установка для газовой металлизации подобна электрометалли- зационной, но вместо трансформатора имеет баллоны с кислородом и ацетиленом (или ацетиленовым газогенератором).

Газовой металлизацией можно призводить покрытие стенок глубоких и больших отверстий. Для этого на газометаллизатор устанавливают удлиненный насадок с вращающимся соплом, который вводят в отверстие и продвигают вдоль его оси.

Высокочастотные металлизаторы МВЧ. Электродуговая металлизация, получившая наибольшее применение, имеет ряд положительных свойств, например: повышенную твердость при высокой микропористости, а следовательно, высокую износостойкость; деталь в процессе металлизации не нагревается, а ее структура и физико-механические свойства не нарушаются. Но электрометаллизация имеет и ряд серьезных недостатков, в результате чего ее применение ограничивается.

Этими недостатками являются:
1) значительное изменение химического состава металла в процессе покрытия вследствие выгорания в дуге углерода и легирующих элементов (выгорание углерода достигает 30—50%, кремния и марганца — от 40 до 60%, что ухудшает физико-механические свойства металлизационного слоя);
2) значительное окисление частиц металла во время металлизации с образованием окисных пленок; отделение частиц друг от друга окисными пленками снижает механическую прочность покрытия;
3) повышенную чувствительность электродуговой металлизации в отношении показателей электрического режима (тока и напряжения), а также в зависимости от угла схождения проволоки, расстояния от дуги до сопла аппарата и т. п.

Случайное изменение какого-либо из этих показателей во время работы нарушает стабильную работу аппарата и ухудшает качество покрытия.

В 1953 г. был создан первый действующий высокочастотный ме- таллизатор МВЧ-1, в котором плавление производилось за счет индукционного нагрева токами высокой частоты.

В 1956 г. создан и выпущен в производство промышленный высокочастотный металлизационный аппарат МВЧ-2 (рис. 159, а). Первый опыт работы на высокочастотных металлизаторах показал значительно лучшие результаты и более высокое качество металли- зационных покрытий, чем при электродуговой металлизации, т. е. высокую износостойкость, однородность и монолитность покрытий, более устойчивую работу аппарата.

В металлизатор МВЧ-2 ток высокой частоты (300—500 кгц) по специальному коаксиальному кабелю подводится от генератора к индуктору (рис. 159, б), состоящему из нескольких витков медной трубки. Вокруг индуктора образуется переменное электромагнитное поле высокой частоты. Если в этом поле поместить проводник — расплавляемую проволоку , то в нем будут индуцироваться вихревые токи, вызывающие нагрев металла. Токам высокой частоты свойственно явление поверхностного эффекта, когда токи протекают не по всей площади сечения проводника, а только по его поверхностному слою. Глубина проникновения тока пропорциональна.

Рис. 159. Металлизационный аппарат МВЧ-2:
а — общий вид; б— схема устройства и работы высокочастотного металлизатора: 1 — механизм правки проволоки; 2 — механизм подачи проволоки; 3 — проволока; 4 — концентратор; 5 — индуктор; 6 — сжатый воздух; 7 — зона плавления проволоки

Удельному электросопротивлению и обратно пропорциональна магнитной проницаемости и частоте тока.

В ходе нагрева вследствие изменения магнитной проницаемости стали глубина прогрева увеличивается и скорость нагрева замедляется. Для того чтобы проходящая через аппарат проволока успела нагреться до температуры расплавления, необходимо сконцентрировать выделение тепла от индукционного нагрева на небольшом участке проволоки. Это достигается применением в аппарате специального концентратора, помещаемого внутри индуктора и представляющего собой одновитковый высокочастотный трансформатор. Электромагнитное поле вокруг проволоки, проходящей через .концентратор, достигает максимальной плотности в зоне выхода ее из концентратора, где, происходит наиболее интенсивное выделение тепла. Коническая форма выходного отверстия концентратора обеспечивает повышение интенсивности нагрева проволоки у ее конца, а также получение узкого факела газометаллической струи, выходящей из распылительной головки (рис. 160), следствием чего является значительное снижение процента потерь металла.

Рис. 160. Распылительная головка высокочастотного металлизатора:
1 — втулка-изолятор; 2 — направляющий конус; 3 — стальная гильза; 4 — кронштейн; 5 —вкладыш (вторичная одновитковая обмотка); 6 — индуктор; 7 — текстолитовый фланец; S — трубы, подводящие и отводящие воду, охлаждающую индуктор и вкладыш

По данным исследований и по результатам эксплуатации высокочастотного металлизатора получены следующие показатели:
1) степень выгорания элементов меньше, чем при дуговой электрометаллизации в 3—6 раз (выгорание углерода 5—10%, кремния около 10%, марганца 5—10%);
2) твердость покрытия из среднеуглеродистых сталей почти в 2 раза выше твердости покрытия, получаемого газовой металлизацией, и примерно на 100 ед. НВ больше, чем при дуговой электрометаллизации;
3) высокая равномерность и стабильность в показаниях твердости;
4) объемная пористость стальных покрытий меньше, чем при дуговой электрометаллизации, и составляет примерно 4,0—5,5%.