Первым изобретателем способа металлизации распылением является М. Шооп. Он имел патенты в Германии, Швейцарии, Франции и Англии (1900 – 1912 гг.). М. Шоппу после многочисленных опытов в 1912 г. удалось совместно с Харкенратом получить металлический слой, напыленный ручным пистолетом. Наблюдая выстрел из охотничьего ружья, он заметил, что свинцовая пуля оказывалась плотно вдавленной в каменную стену. Там, где две пули попадали рядом, они соединялись. Далее опытным путем он установил, что, если вместо твердых металлических частиц применить расплавленные, то сцепление будет лучше. В этих опытах распыление еще не было совершенным, поэтому последующие опыты он проводил с кольцевыми соплами.
Газотермическое напыление. Схема процесса газотермического напыленияМ. Шооп первый предложил электрическую дугу в качестве источника тепла для расплавления металла. В 1917 г. был изготовлен проволочный дуговой аппарат.
В 1900 г. в США был выдан патент на первый аппарат для порошковой металлизации. Однако плотного и прочного покрытия получить не удавалось, так как порошок распылялся только в холодном состоянии. Лучших результатов достигли при подогреве напыляемых частиц металлического порошка. М. Шооп также пошел по пути напыления металлических порошков и в 1921 г. создал аппарат модели PG, который явился прототипом современных металлизационных аппаратов.
До истечения срока действия основного патента, взятого М. Шоопом, фундаментальных исследований по разработке технологии и установлению границ применения процесса не проводили. Вследствие этого процесс очень мало применяли в промышленности. В первые годы после появления способа специалисты часто отклоняли этот процесс в целом. По-видимому, это вызывалось в основном незнанием границ его применения, отсутствием обоснованных технологических режимов и недостаточно надежной (безопасной) работой газовых металлизационных аппаратов. В первых аппаратах смешение горючего газа и кислорода происходило непосредственно по выходе газов из сопла. Горючий газ и кислород подавали под равным давлением. При неточной работе редукторов происходило перетекание кислорода в ацетиленовые шланги и наоборот. Обратные удары пламени часто вызывали воспламенение шлангов и даже взрывы баллонов. Для уменьшения этой опасности создавали различные устройства, позволяющие регулировать давление, но использовали это только для сварочных горелок, а не для металлизационных аппаратов.
С 1952 г. выпускаются только инжекторные газовые аппараты, безопасные от обратных ударов пламени. Способ напыления металлов вначале применяли для защиты от коррозии. Во Франции, например, уже в 1920 г. более крупные стальные конструкции напыляли цинком. Значительно позднее установили, что в целях повышения износостойкости возможно напыление сталью опорных частей валов. Впервые такую работу провели в 1936 г. Металлизация втулок и подшипников скольжения была осуществлена в 1941 г. Напротив, нанесение металлических покрытий для декоративных целей и экранирования применялось уже с момента появления процесса. Керамические изоляторы высокого напряжения уже в 1918 г. покрывались медью и алюминием. После 1945 г. было проведено много фундаментальных исследований, сконструированы новые безопасные в работе и производительные аппараты и разработаны технологические режимы. К 1950 г. это вызвало во многих странах стремительное развитие техники металлизации.
В 1956 г. Центральный институт сварки (Галле) организовал первую Международную конференцию по металлизации – о состоянии и развитии способа в отдельных странах. С точки зрения автоматизации первое место занимала Англия, тогда как СССР оказалась ведущей страной по применению электродуговой металлизации. Вторая Международная конференция по металлизации состоялась в 1958 г. в Бирмингеме (Англия) и третья – в 1962 г. в Мадриде (Испания). В Германии проводились обширные исследования в технических высших школах Ганновера, Карлсруэ, Аахена, Штудгарта и Магдебурга. Определению свойств напыленных покрытий, разработке новой технологии и способов были посвящены исследовательские работы Польши – в Институте точной механики (Варшава), СССР – во ВНИИАВТОГЕНе и Текстильном институте (Москва), а также в ряде других институтов и предприятий.
Ацуси Хасуй "Техника напыления". Перевод с японского С.Л. Масленникова
