Детонационное напыление

На рис. 6.2 показано детонационное напыление.

Рис. 6.2. Схема детонационного напыления:

1 – сопло для подачи кислорода; 2 – водоохлаждаемый ствол; 3 – камера сгорания; 4 – сопло для подачи ацетилена; 5 – основной материал (подложка);

6 – сопло для подачи в камеру сгорания карбида вольфрама с азотом;

7 – покрытие

В камеру водоохлаждаемого ствола установки диаметром 25,4 мм подаётся кислород и ацетилен в строго определённых количествах. Ствол направляется на обрабатываемую деталь (а). Затем через специальное отверстие в камеру азотом подаётся порошок напыляемого материала, например карбида вольфрама с добавлением небольшого количества металла, оксида алюминия и т.п. (б). Газовую смесь, в которой во взвешенном состоянии находится напыляемый порошок, поджигают электрической искрой (в). В результате взрыва смеси происходит выделение теплоты и образуется ударная волна, которая разогревает и разгоняет частицы порошка в направлении к поверхности изделия (г).

Азот и горючий газ выходят из ствола установки сразу же после взрыва, затем ствол продувается азотом для удаления продуктов горения. Процесс отрегулирован таким образом, что точно повторяется с частотой 3…4 цикла в секунду. За один цикл напыления получают покрытие толщиной ~6 мкм. Напыление осуществляют до получения покрытия заданной толщины (0,25…0,3 мм).

Во время взрыва порошковый материал приобретает большую кинетическую энергию, так что скорость частиц на расстоянии 75 мм от среза ствола установки составляет ~820 м/с. При размещении поверхности материала на указанном расстоянии порошок в момент столкновения с поверхностью разогревается до температуры 4000^оС. Высокая скорость движения частиц и их разогрев при детонационном напылении обеспечивают получение покрытия высокой плотности и прочности сцепления с основой. При этом температура основного материала остаётся низкой, исключающей его деформацию или иное физическое изменение, что позволяет использовать этот способ напыления для прецизионных деталей.

Вместе с тем детонационному напылению свойственны недостатки, связанные, в частности, с возможностью нанесения покрытия только на материалы, в которых не возникает остаточная деформация при действии взрывной волны. Из-за большого шума (до 140 дБ) оборудование для детонационного напыления устанавливают в камере с двойными стенками, а наблюдение за процессом осуществляют через смотровое окно.

Дата добавления: 2015-07-07