Детонационное напыление

При данном способе напыления на­грев и транспортирование частиц порошкообразного материала на по­верхность детали осуществляются в результате энергии детонации газо­вой смеси. Схема процесса представ­лена на рис. 12.46. В камеру ствола подается кислородо-ацетиленовая смесь. Ствол одним концом направ­лен на обрабатываемую деталь. В другом конце ствола находится напы­ляемый порошок. Электрическая ис­кра вызывает взрыв газовой смеси, в результате детонации газовой смеси происходит выделение теплоты и об­разуется ударная волна. Частицы по­рошка разогреваются в продуктах детонации, получают большую кине­тическую энергию и направляются к открытому концу ствола. Напротив него помещают деталь. Частицы порошка имеют большую скорость по­лета, которая на расстоянии 75 мм от среза ствола достигает 800 м/с. При соударении с поверхностью детали кинетическая энергия частиц транс­формируется в тепловую. При этом температура в месте контакта может повышаться до 4000°С.

Рис.12.46. Схема детонационного напыления

1–электрическая свеча; 2–подача кислорода; 3–продувка азотом; 4–порошок материала покрытия; 5–ствол; 6–напыленный металл; 7–взрывная камера; 8–подача ацетилена

После каждого выстрела ствол ап­парата продувают азотом для удале­ния продуктов сгорания. Процесс на­пыления повторяют с определенной периодичностью. В зависимости от типа установок скорострельность (периодичность повторения цикла) может достигать 10 выстрелов/с. За один цикл напыления можно нанести покрытие толщиной 6–10 мкм. По­следовательно напыляя слои друг на друга, можно получить покрытие тол­щиной 1‑2 мм. При диаметре ство­ла 25 мм в течение 15 с можно полу­чить покрытие на площади 5 см² толщиной 0,3 мм. Детонационное напыление пред­назначено в основном для получения износостойкого покрытия, состояще­го из карбидов и металлической связ­ки. Высокие температуры и давле­ние, контакт частиц порошка с актив­ной газовой средой, деформация час­тиц при соударении с поверхностью детали способствуют протеканию различных физико-химических про­цессов в напыленном слое. Покры­тия, полученные детонационным на­пылением, обладают высокой плот­ностью и прочностью сцепления с ос­новным металлом. В то же время тем­пература нагрева упрочняемой дета­ли не превышает 200°С.

На Бийском машиностроительном заводе и Атакском опытном заводе ВНПО "Ремдеталь" серийно выпу­скают установки "Катунь" и "Днепр-3" для детонационного напыления. Установки предназначены для нане­сения покрытий из порошковых мате­риалов на рабочие поверхности дета­лей машин и аппаратов для восста­новления и повышения их износостой­кости, коррозионности и жаростойко­сти. Основные показатели установок приведены в табл.12.17. Оборудование для детонационного напыления представляет собой сложный технический комплекс, со­стоящий из детонационной установ­ки, звукоизоляционного бокса, газо­распределительного щита и дистан­ционного пульта управления.

Таблица 12.17