Установка для детонационного напыления покрытий

 

, СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3507104/23-.05 (22) 02.11.82 (46) 15.12.87. Бюл. Ф 46 (71) Институт сверхтвердых материалов АН УССР (72) В.С.Клименко, В.Г.Скадин, Ю.Л.Аносов и М.А.Воронкин (53) 621 ° 793 (088.8) (56) Патент США Ф 2714563, кл.239-81, опублик. 1955.

Авторское свидетельство СССР

Ф 764223, кл. В 05 В 7/20, 1979. (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕТОНАЦИОННОГО НАПЫПЕНИЯ ПОКРЫТИЙ, содержащая ствол с источником высокотемпературного инициирования взрывов, сообщаюÄSUÄÄ107 714 А (51)4 В 05 В 7 20 щиеся со стволом сиеситель газов с клапанами и два порошковых дозатора с бункером и клапаном у каждого, блок управления, электрически связанный с источником высокотемпературного инициирования взрывов и клапанами дозаторов и смесителя, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества покрытий sa счет плакирования частиц одного из напипяемых порошков другим, установка снабжена холодильной камерой, в которую помещен бункер одного порошкового дозатора, и элементом задержки времени, введенным в электрическую цепь

Ю управления клапаном другого дозатора.ф

10787

Изобретение относится к технике нанесения покрытий высокотепературным напыпением одним из газотермических методов - детонационным. Оно мо/

5 жет быть использовано в авиа-, машино-, приборостроении и других отраслях промьипленности для создания различного рода защитных высокоадгезионных и плотных многокомпонентных покрытий на поверхностях изделий, работающих в условиях интенсивного износа или на инструменте.

Известна установка для детонаци-. онного напыления покрытий, содержащая ствол с источником высокотемпературного инициирования взрывов (искровой свечой), и сообщающиеся со стволом клапанный гаэораспределительный механизм с электромеханическим приводом и порошковый дозатор. На валу газораспределительного механизма установлен эксцентричный кулачок, воздействующий на электроконтакт, связывающий искровую свечу с источ- 25 ником питающего напряжения.

При работе такой установки через газораспределительный механизм в ствол подается взрывчатая газовая смесь, из дозатора впрыскивается О порция порошка напыляемого материала, после чего в результате замыкания электроконтакта инициируется взрыв смеси в стволе. Продукты детонации, воздействуя на порошок, ускоряют и нагревают его и частицы порошка, ударяясь о подложку, закрепляются на ней,, формируя слой покрытия.

Недостатком установки является невозможность нанесения качественных покрытий из тугоплавких материалов.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достиГаемому результату является установка для детонационного апыления покры- 45 тий, содержащая ствол с источником высокотемпературного инициирования взрывов, сообщающиеся со стволом смеситель газов с клапанами и два порошковых дозатора с бункером и клапаном у каждого, блок управления, электрйчески связанный с источником высокотемпературного инициирования взрывов и клапанами дозаторов и смесителя.

Ствол состоит из двух концентрич,но расположенных камер. Установка предназначена для напыления покрытий с одновременным удалением "орео14 2

It ла из окислов и других вредных сое. динений, образующихся на поверхности иэделий вокруг каждого наносимого пятна покрытия.

Установка работает следующим образом.

По командам с блока управления открываются два из трех клапанов смесителя, через них в ствол поступают горючее,и окислитель: импульсно срабатывают и выключаются дозаторы, в результате чего из их бункеров во внешнюю камеру подается порошок образива, а во внутреннюю — порошок напыляемого материала. Затем оба упомянутых клапана закрываются, а третий клапан открывается, и смеситель продувается нейтральным газом. После этого инициируется взрыв смеси горючего с окислителем в стволах и истекающими из них продуктами детонации создаются потоки, посредством которых наносится покрытие на поверхность размещенного перед стволом изделия и удаляется "ореол" из вредных соединений вокруг пятна покрытия.

Недостаток описанной установки состоит в невозможности нанесения с ее помощью качественных покрытий, содержащих тугоплавкие материалы (с температурой плавления более 3,5 тыс. градусов), а также легко разлагающихся или интенсивно окисляющихся при повышенных температурах материалов без предварительного плакирования порошков иэ них.

Целью изобретения является повышение качества детонационных покрытий за счет плакирования частиц одного из напыляемых порошков другим.

Цель достигается тем, что установка для детонационного напыления покрытий, содержащая ствол с источником высокотемпературного инициирования взрывов, сообщающиеся со стволом смеситель газов с клапанами и два порошковых дозатора с бункером и клапаном у каждого, блок управления,электрически связанный с источником высокотемпературного инициирования .взрывов и клапанами доэаторов и сме-. сителя, снабжена холодильной камерой, в которую помещен бункер одного порошкового дозатора, и элементом задержки времени, введенным в электрическую цепь управления клапаном другого доэатора.

10

Технико-зкономическая эффектив45 ность изобретения по сравнению с прототипом, являющимся базовым объектом, состоит, во-первых, в повышении коэффициента использования порошков напыляемых материалов, .большее коли50 .!чество частиц которых закрепляется на подложке, а не рикошетируют от нее или разбрызгиваются при полном расплавлении, Во-вторых, достигается большее соответствие составов покрытия и исходных порошковых материалов

; (не происходит разложения и окисления компонентов), а значит, повышаются качество и эксплуатационные характеристики наносимых детонационных

3 107

Установка для детонационного напыления покрытий схематически изображена .на чертеже, она содержит цилиндрический ствол 1 с размещенным на нем источником 2 высокотемпературного инициирования взрывов (искровой или

/ калильной свечой), сообщающиеся со стволом два порошковых доэатора 3,4 и смеситель 5 газов с клапанами 6,7, 8. Дозаторы 3 и 4 имеют бункеры 9 10 для загрузки порошковых материалов и клапаны I 1 12 подачи в бункеры 9, 10 транспортирующего (обычно нейтрального) газа. Кроме того, дозатор 3, служащий для подачи в ствол 1 плакируемого материала, имеет холодильную камеру 13; в которую помещен бункер

9. Установка содержит также блок 14 управления, электрически связанный с клапанами 6,7,8 смесителя 5 и клапаном 11 дозатора 3 ° Связь блока 14 управления с клапаном 12 дозатора 4 плакирующего материала выполнена через элемент 15 задержки времени.

Установка работает следующим образом.

По командам с блока 14 управления открываются клапаны 6 и 8, в результате чего горючее и окислитель из их источников поступают вначале в смеситель 5, где образуется взрывчатая смесь, а затем в ствол 1. Во .время заполнения ствола 1 смесью блоком 14 подается команда на импульсное открытие и закрытие клапанов 1 1 и 12 дозаторов 3 и 4. Срабатывание клапана 11 происходит практически синхронно с подачей на него команды в виде электрического импульса, и охлажденный до заданной температуры порошок плакируемого материала впрыскивается с помощью транспортирующего газа в ствол 1. Здесь под действием движущейся взрывчатой газовой смеси образованное порошковое облако смещается к дульному срезу ствола 1. Импульсное срабатывание клапана 12 происходит с

,некоторой задержкой, заданной с помо щью элемента 15. Поданное в ствол 1 порошковое облако плакирующего материала оказывается дальше от дульного среза, ствола 1,.чем порошковое облако плакируемого материала. После подачи взрывчатой смеси и порошков клапаны

6 и 8 закрываются, а клапан 7 открывается. Поступающим через него нейтральным газом продувается смеситель .5 и магистраль, связывающая его со

8714 4 стволом 1. Затем источником 2 инициируется взрыв смеси и нагретые до высокой температуры продукты детонации воздействуют на порошковые материалы, поданные в ствол 1, В результате этого воздействия они нагреваются и ускоряются в направлении дульного среза. При этом плакирующий мелкодисперсный материал интенсивно нагревается и испаряется, а более крупный плакируемый материал, предварительно охлажденный в бункере 9 дозатора 3, нагревается до гораздо меньших температур, при которых возможна конденсация на нем плакирующего материала. В силу большей инерционности относительно крупных частиц порошка плакируемого материала они медленней ускоряются продуктами детонации, чем пары плакирующего материала. Поэтому медленно летящие и относительно холодные частицы плакируемого материала подвергаются воздействию как бы проходящего через порошковое облако ускоряющего потока продуктов детонации, содержащих пары плакирующего материала. В результате этого происходит интенсивная конденсация паров на поверхности частиц плакируемого материала. Эти частицы, ударно взаимодействуя с подложкой, закрепляются на ней, формируя слой двухкомпонентного покрытия. После этого описанный выше цикл работы установки полностью повторяется.

Данная установка может быть применена не только для. нанесения покрытий, но и для плакирования порошков.

В последнем случае перед дульным срезом ствола располагается не подложка, а бункер для улавливания порошка.

Редактор Н. Сильнягина Техред Л. Олийнык

Корректор С.Черни

Заказ 6414

Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

5 1078714 8 покрытий. За счет указанных преиму- покрытиях зерна алмаза удерживаются ществ достигнута возможность нанесе- спекающимся при напылении твердым ния высокоадгезионных алмазосодержа- сплавом, связывающий материал котощих покрытий типа "Славутич". В таких рого (кобальт) плакирует алмаз.