Детали, рожденные заново

ДЕТАЛИ, РОЖДЕННЫЕ ЗАНОВО

]

КЛУБ АВТОЛЮБИТЕЛЕЙ

Технология

ДЕТАЛИ, РОЖДЕННЫЕ ЗАНОВО

Поврежденную коррозией головку цилиндров, развороченный камнем картер сцепления или прохудившийся радиатор кондиционера теперь можно восстановить за считанные минуты, используя уникальную установку для воздушного напыления металлов.

Анатолий СУХОВ

В начале 90-х, когда экономика России разваливалась на глазах, группа физиков из подмосковного Обнинска решила доказать, что наука — не нищенка на паперти государства и способна не только выжить в рыночных условиях, но развиваться и приносить прибыль.

В начале 80-х новосибирские ученые открыли интересное явление: если частички металла размером 5–50 микрон разогнать до скоростей 500–600 м/с (скорость звука в воздухе — 330 м/с), то при соударении с металлической пластиной они прилипают к ней, образуя прочное покрытие. Это похоже на стрельбу микроскопическими пулями, размазывающимися по мишени, как масло по бутерброду. Однако дальше лабораторных опытов дело не пошло: с маломощными и громоздкими экспериментальными установками нечего было и помышлять о практическом применении открытия.

Обнинцы, оценив перспективность метода, решили воплотить теорию в практику и создать промышленную установку. Проектировать пришлось с чистого листа, а заказы на детали размещать частным образом на оборонных предприятиях города. Сегодня технологии «Обнинского центра порошкового напыления» уже применяются ракетчиками (КБ «Салют») и атомщиками (Смоленская АЭС). В мире пока нет аналогов «Димету» — так ученые назвали свою установку. Она уже патентуется в США, Европе, Китае. Заинтересовался ею и «Даймлер-Крайслер», пригласив разработчиков к себе на завод для демонстрации. Как же устроен аппарат и в чем достоинства нового метода?

Одна из главных деталей установки — сопло Лаваля, разгоняющее струю газа до сверхзвуковых скоростей (такие же, только больших размеров, стоят на ракетных двигателях). Для того чтобы снизить стоимость расходных материалов и сделать установку универсальной, решили отказаться от удобных в использовании, но дорогих инертных газов в пользу сжатого воздуха от обычного компрессора, развивающего 6 атм при расходе 0,3 мз/мин. На входе в сопло раскаленная спираль нагревает воздух примерно до 700°С — иначе его не разогнать до необходимых 500–600 м/с. Сопло и нагревательный элемент объединены в напылителе, который оператор держит в руке. Обжечься нельзя — теплозащита подобна той, что установлена на «Буране». Порошок металла насыпается в специальный питатель с вибратором, откуда подается по шлангу к выходу сопла и увлекается струей воздуха. Предусмотрены регулировка режима напыления и многоуровневая защита (броски напряжения, отказ компрессора и т. д.).

Что можно напылять? В основном это алюминий, цинк, медь, латунь. Наносить на любые металлы и сплавы, стекло, керамику, камень. Соединяются «несоединимые» традиционными методами материалы — например, сталь и алюминий, алюминий и медь, причем прочность на разрыв весьма высока — 5–10 кгс/мм2. Толщина покрытия практически не ограничена и может составлять сантиметры, а пористость не превышает 5%. Его можно точить, сверлить, фрезеровать. Такая структура достигается благодаря керамическим добавкам к основному порошку. Они не расходуют свою кинетическую энергию на плавление, а при ударе отдают ее металлу, «проковывая», уплотняя его.

У нового метода много преимуществ. Покрытие наносят буквально «на коленке», при комнатной температуре, на открытом воздухе. Не нужны ни дорогостоящие вакуумные камеры, ни подогреваемые ванны с расплавом, ни высокие напряжения. Не потребуется и тщательная подготовка деталей. «Димет» позволяет наносить металл на замасленные, окрашенные, даже слегка ржавые поверхности или по незачищенному сварному шву — все лишнее просто сметается скоростным потоком. Можно ограничиться лишь зачисткой поверхности (не нанося покрытия), подав к соплу вместо металлического порошка чистый абразив.

Одно из главных достоинств метода — незначительный нагрев деталей (температура поверхности не превышает 100–150°С). А значит, нет деформаций, связанных с перегревом, отпуска стали. К тому же ремонтируемую деталь практически нельзя испортить (расплавить или прожечь, как при сварке): новый металл просто «наращивается» сверху, а его излишки потом можно удалить механической обработкой. Впрочем, при определенном навыке последующая обработка сводится к минимуму — метод позволяет наносить покрытие точно на обрабатываемый участок, не «запыляя» соседние области.

Основной недостаток метода: в укромный уголок струе порошка не добраться, оптимальное положение распылителя — перпендикулярно обрабатываемой поверхности на расстоянии 5–20 мм. Работа под острым углом (например, при восстановлении свечного отверстия в головке цилиндров) требует навыка (как и при окраске обычной эмалью). Другой недостаток, связанный с применением в качестве носителя сжатого воздуха, — невозможность наносить железосодержащие покрытия. Впрочем, зачастую это и не нужно: лопнувшую стальную трубку можно загерметизировать алюминием, а треснувший чугунный блок цилиндров — медью. Рассмотрим подробнее, что и как можно ремонтировать «Диметом» в автомобиле.

Один из самых перспективных узлов для ремонта — радиатор автомобильного кондиционера (конденсор). Как правило, он расположен перед радиатором системы охлаждения, поэтому вся соль и камни достаются именно ему. Соль быстро проедает насквозь тонкие стенки трубок. Пайка помогает редко (не удается подобрать подходящий припой, полностью зачистить поверхность от продуктов коррозии), клеи ненадежны, а сварка и вовсе бесполезна. Восстановление напылением занимает считанные минуты (зачищать поверхность не надо), и «заплатка» наверняка переживет саму трубку.

Много проблем доставляют головки цилиндров на старых автомобилях. Конечно, большинству владельцев отечественных авто и в голову не придет восстанавливать «промоины» между каналами охлаждения — проще купить новую головку. Но если иномарка с редким мотором, а то и настоящий антиквариат, стоимость новой детали с доставкой может стать сопоставимой с ценой машины. Вот тут и пригодится «Димет» — может быть, при ремонте даже клапаны рассухаривать не придется, а стоимость «расходников» не превысит и доллара.

Однажды привезли алюминиевый картер от какого-то джипа с двумя огромными дырами — горе-мастера пытались заварить трещины после удара и прожгли «крылатый металл». За несколько минут рану зарастили, осталось пройтись наждаком — и деталь как новая.

Все знают, что сварочные работы на автомобиле всегда нежелательны: надежно защитить от коррозии место сварки практически невозможно. С «Диметом» оцинковать сварной шов после ремонта — не проблема, тем более, что зачищать шов не надо, а цинка можно нанести сколько не жалко (1 кг порошка стоит 7–10 долларов).

Работу с установкой легко освоит любой, а потренировавшись, можно создавать и весьма сложный рельеф. Если равномерно вести распылитель, получится ровное матовое покрытие, остановишь — вырастает «сталагмит» — это не краска, боящаяся потеков.

Наверное, после знакомства с «Диметом» многие задумаются: а нельзя ли им заменить сварку? Детали не нагреваются, покрытие от основного металла зубилом не отдерешь... Но разработчики предупреждают, что сварка все же намного прочнее, особенно на излом, поэтому, соединяя нагруженные детали, об этом нужно помнить.

Сегодня в Обнинске выпускают специальную переносную установку для авторемонта «Димет-402» с питанием от сети 220 В (потребляемая мощность 2,2 кВт) по цене 2300–3000 долларов в зависимости от комплектации (компрессор в комплект не входит). Хотя почему только для авторемонта? Вы когда-нибудь рисовали металлом по стеклу?

Так выглядит переносная установка «Димет-402»: 1 — пистолет-напылитель; 2 — питатели; 3 — регулятор давления и влагомаслоотделитель; 4 — блок управления режимом напыления.

Возможности «Димета: защита сварных швов и их герметизация, напыление покрытий большой толщины, нанесение покрытий по трафарету, металлизирование стекла.

1. Отремонтированная коробка передач (светлый металл — напыленный).

2. Восстанавливаем герметичность конденсора.

3. Ремонтируем головку блока цилиндров. Справа видны питатели и емкости с порошком.

4. Побывавший в аварии алюминиевый кузов «Ауди» тоже можно «нарастить».

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Комментарии