Устройство для детонационного напыления внутренних поверхностей деталей

Авторы патента:

B05B7/20 - пламенем или продуктами сгорания

Владельцы патента RU 2350403:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") (RU)

Устройство включает детонационную пушку, дозаторы порошка и горючих газов, систему зажигания. Защитная камера образуется напыляемой деталью (4) и двумя крышками (5, 6), одна из которых установлена на стволе (1) пушки и снабжена упругим элементом. Пушка установлена на механизме горизонтального перемещения (7). Пушка состоит из ствола, камеры сгорания (2) и разгонной части (3). Разгонная часть образована изгибом конца ствола по радиусу до прямого угла с конусным сужением в конце при соотношении диаметров от 1/3 до 1/4. Ствол и разгонная часть детонационной пушки расположены внутри напыляемой детали. Деталь приводится во вращение механизмом (8). Обеспечивается возможность детонационного напыления внутренних поверхностей деталей для повышения их износостойкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам в области напыления покрытий детонационным способом и может быть использовано для упрочнения внутренних поверхностей деталей, работающих в условиях повышенного коррозионного, эрозионного и абразивного воздействия в различных отраслях машиностроения и ремонта машин, например, при восстановлении гильз двигателей внутреннего сгорания.

По патенту RU № 2106915 предложен способ детонационного нанесения покрытий и устройство для его осуществления, включающий предварительную подготовку поверхности, напыление в защитной камере и последующую механическую обработку с напылением дискретно-локальными участками наружных поверхностей с использованием передвижной защитной камеры. По патенту нельзя производить напыление внутренних поверхностей типа зеркала гильз двигателей внутреннего сгорания.

В патенте RU №2140334 заявлен способ и устройство для детонационного напыления при заполнении ствола смесью горючих газов и взрыва их для выброса на наружную поверхность изделия при разогревании порошка в разрядной камере и направлении его в разгонный участок с малой скоростью. Устройство имеет несколько стволов, расположенных по образующей конуса. В этом устройстве невозможно напыление внутренних поверхностей деталей типа гильз двигателей внутреннего сгорания.

В патенте RU №2150337 на способ детонационного напыления поверхностей деталей приведено описание напыления наружных поверхностей взрывной волной при подаче порошка с помощью металла в газообразном состоянии, что обеспечивает повышение производительности и качества поверхности. Устройство показано в виде пушки с прямолинейным стволом, что не позволяет наносить покрытия на внутренние поверхности деталей машин, например гильз двигателей внутреннего сгорания.

Задача напыления внутренних поверхностей не решена.Таких деталей в машиностроении много, и надо решать вопрос о напылении внутренних поверхностей деталей детонационным способом с целью повышения износостойкости поверхностей типа зеркала гильз двигателей внутреннего сгорания.

Поставленная задача решается в предлагаемом устройстве, включающем детонационную пушку, дозаторы порошка и горючих газов с системой зажигания и защитную камеру, образованную напыляемой деталью и двумя крышками. Сама пушка установлена на механизме горизонтального перемещения, а деталь вращается механизмом вращения. Ствол пушки с разгонной частью расположены внутри напыляемой детали. Соотношение диаметров конуса разгонной части составляет от 1/3 до 1/4.

На чертеже показано устройство для напыления внутренних поверхностей. Ствол 1 пушки, имеющий камеру сгорания 2 и разгонную часть 3, входит внутрь напыляемой детали 4, которая с крышками 5 и 6 образуют закрытую зону напыления. Крышка 6 установлена на стволе 1 и имеет упругий элемент. Сама пушка установлена на механизме горизонтального перемещения 7, а деталь 4 приводится во вращение механизмом 8. Для подвода ацетилена имеется патрубок 9, для кислорода - патрубок 10, для смеси порошка - патрубок 11, для подвода азота - патрубок 12. Смесь воспламеняется искрой через свечу 13.

Работа производится следующим образом. Ствол 1 пушки с изогнутой разгонной частью 3 вводится внутрь защитной камеры из детали 4 и крышек 5 и 6. В камеру сгорания 2 ствола пушки подаются в определенном соотношении ацетилен и кислород через патрубки 9 и 10. Затем вводится с помощью струи металла в газообразном состоянии напыляемый порошок с размерами гранул 30-40 мкм через патрубок 11, предварительно подав в камеру азот через патрубок 12. Газовая смесь поджигается с помощью электрической искры свечой 13. Взрывная волна сообщает частичкам порошка высокую скорость полета, которая многократно увеличивается в разгонной части ствола за счет уменьшения живого сечения канала. На расстоянии 20 мм от среза ствола скорость достигает до 800 м\с.

После нанесения каждой дозы порошка ствол пушки продувается азотом для удаления продуктов сгорания. Этот процесс повторяется автоматически с частотой 3-4 Гц. Крышка 6 подводится к торцу детали и упруго поджимается к нему. Деталь вращается, а ствол совершает возвратно-поступательные перемещения относительно обрабатываемой поверхности, осуществляя напыление внутренней поверхности.

Пример. В лаборатории КубГТУ проводится напыление внутренней поверхности гильзы цилиндров двигателя автомобиля КАМАЗ - 740-10020021. Для установки использован токарный станок, шпиндель которого применяется для вращения детали 4, а в качестве механизма горизонтального перемещения 7 использован суппорт станка. Через патрубок 9 подается ацетилен, через патрубок 10 подается кислород в определенном соотношении. Через патрубок 11 впрыскивается напыляемый металл. Через патрубок 12 подается азот. Газовая смесь поджигается с помощью электрической искры свечой 13. Взрыв сообщает образующейся смеси в камере сгорания высокую скорость по стволу 1, конец которого изогнут по радиусу до прямого угла и имеет сужающийся канал 7 до выхода к поверхности напыления. Уменьшение живого сечения канала ствола значительно увеличивает скорость истечения напыляемой струи, что повышает адгезию с основным металлом.

1. Устройство для детонационного напыления внутренних поверхностей, включающее детонационную пушку, дозаторы порошка и горючих газов с системой зажигания и защитную камеру, образованную напыляемой деталью, приводимой во вращение механизмом вращения, и двумя крышками, одна из которых установлена на стволе пушки и снабжена упругим элементом, пушка установлена на механизме горизонтального перемещения и состоит из ствола, камеры сгорания и разгонной части, образованной изгибом ствола по радиусу до прямого угла с конусным сужением в конце, причем ствол и разгонная часть детонационной пушки расположены внутри напыляемой детали.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соотношение диаметров конуса разгонной части составляет от 1/3 до 1/4.

Изобретение относится к способу сверхзвуковой газопорошковой наплавки защитных покрытий и может быть использовано для получения на изделиях покрытий, устойчивых к коррозии, высокотемпературному или абразивному износу.

Импульсный порошковый питатель для установки детонационного напыления // 2342201

Изобретение относится к устройствам дозированной импульсной подачи порошкового материала и предназначено для использования в установках для газотермического нанесения покрытий, преимущественно в установках детонационного напыления (детонационных пушках).

Устройство для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов // 2339460

Способ детонационного нанесения покрытий и устройство для его осуществления // 2329104

Изобретение относится к детонационному напылению и может быть использовано для нанесения порошковых покрытий различного назначения на детали из различных материалов.

Способ газотермического напыления покрытий на тела вращения и устройство для его осуществления // 2328352

Изобретение относится к технике напыления покрытий, в частности к газотермическому напылению покрытий на тела вращения. .

Способ изготовления анода химического источника тока со щелочным электролитом // 2291521

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания защитных покрытий на одной из сторон анода химического источника тока (ХИТ) из сплава на основе алюминия.

Сверхзвуковое сопло газопламенной горелки // 2281812

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено для получения сверхзвуковых газопламенных струй, например, при восстановлении и повышении технологических характеристик коленчатых валов автомобилей.

Высокопроизводительный детонационный пистолет-распылитель с высокой частотой повторения импульсов // 2236910

Изобретение относится к пистолету-распылителю, применяемому при промышленном термическом распылении для нанесения покрытий, в частности в технологиях детонационного распыления.

Устройство для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов // 2229944

Изобретение относится к устройствам для газодинамического напыления или нанесения покрытий из порошковых материалов и может быть использовано в машиностроении, ракетостроении и других отраслях промышленности.

Горелка для газопламенного напыления // 2212953

Изобретение относится к аппаратуре для газопламенного напыления покрытий, оно может быть использовано для повышения качества напыляемых покрытий и повышения коэффициента использования напыляемого материала при работе с газами-заменителями ацетилена, в частности с природным газом (метаном).

Ствол установки детонационного напыления // 2404860

Изобретение относится к газодетонационным устройствам и предназначено для использования в установках детонационного напыления (детонационных пушках)

Устройство и способ получения высокодисперсного диоксида кремния // 2435732

Изобретение относится к технологии получения высокодисперсного порошка диоксида кремния методом сжигания жидких кремнийсодержащих соединений (прекурсора) в пламени горючих газов

Способ и устройство для формирования аморфного пленочного покрытия // 2435870

Изобретение относится к способам формирования напылением аморфного пленочного покрытия

Горелка для газопламенного напыления // 2443478

Изобретение относится к аппаратуре газопламенного напыления, работающей на смеси горючего газа-заменителя (метана, природного газа, пропана и др.), кислорода и сжатого воздуха

Устройство для комплексной обработки внутренней поверхности детали типа гильз двс путем детонационного нанесения покрытия и механической обработки этой поверхности // 2457043

Изобретение относится к устройствам в области нанесения покрытий детонационным способом на внутренние поверхности деталей и механической обработки их и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для изготовления и восстановления деталей, работающих в условиях повышенного коррозионного, эрозионного и абразивного воздействия, например, при восстановлении гильз двигателей внутреннего сгорания

Детонационный метатель // 2460591

Изобретение относится к области детонации, а именно к детонационному метателю для получения износостойких покрытий, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для получения износостойких покрытий, включая космонавтику и судостроение

Устройство создания газокапельной струи кочетова // 2482928

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может использоваться в противопожарной технике, в сельском хозяйстве при орошении земель и других отраслях, связанных с необходимостью создания дальнобойных газожидкостных струй

Способ газодинамического детонационного ускорения порошков и устройство для его осуществления // 2506341

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к детонационному напылению. Может использоваться для разгона и нагрева порошков при нанесения покрытий. Горючую смесь одновременно подают и смешивают в двух камерах сгорания. Детонацию инициируют последовательно, сначала в форкамере устройством для поджигания. Затем ударными или детонационными волнами в основной и вспомогательных боковых камерах сгорания. Причем, в боковых камерах формируются сходящиеся ударные или детонационные волны, что позволяет увеличить амплитуду и скорость волны. Ускорение порошка осуществляют детонационными и ударными волнами, и продуктами сгорания последовательно следующими из основной и боковых камер. Устройство имеет две или более камер сгорания с независимыми системами подачи, смешивания и акустического активирования подаваемых в них горючих смесей. Инициирование детонации в камерах сгорания осуществляется последовательно с синхронизацией за счет конструктивных особенностей систем сопряжения камер. Обеспечивается повышение скорости порошка и качества покрытия. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил., 7 пр.

Распылительное сопло и способ атмосферного напыления, устройство для покрытия и покрытая деталь // 2519415

Изобретение относится к способу атмосферного плазменного напыления и может быть использовано для нанесения покрытия на различные детали машин, например на турбины. Из распылительного сопла для атмосферного плазменного напыления в направлении вытекания выходит материал покрытия. Сопло (4) на одном аксиальном конце содержит насадку (19), из которой в направлении (25) вытекания может выходить защитный газ (28). Насадка (19) имеет на своей торцевой поверхности (31) несколько выходных отверстий (13) или несколько щелей (14) для защитного газа (28). Распылительное сопло имеет твердую наружную и/или внутреннюю оболочку. Насадка (19) не состоит из пористого материала. В способе нанесения покрытия на деталь используется распылительное сопло. С помощью плазменного распылительного сопла, обеспечивающего плазменное распыление с защитным газом, легкоокисляемые металлические покрытия можно наносить также в атмосфере. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности получения существенно большей шероховатости и лучшей морфологии слоя покрытия в труднодоступных местах, а также упрощение монтажа и демонтажа. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство и способ формирования аморфной покрывающей пленки // 2525948

Изобретение относится к способу и устройству для формирования аморфной покрывающей пленки (варианты). Пленку формируют посредством выпуска пламени, содержащего частицы материала для пламенного напыления, струей из пистолета для пламенного напыления по направлению к материалу-основе, вызывания плавления частиц посредством пламени и охлаждения как частиц, так и пламени посредством охлаждающего газа перед тем, как частицы достигают материала-основы. Устройство содержит трубчатый элемент, предусмотренный на пути, по которому пистолет для пламенного напыления выбрасывает струю пламени, так что он окружает пламя, проходящее через зону плавления, в которой плавятся частицы. Трубчатый элемент имеет проточный канал для охлаждающего газа, выполненный вдоль трубчатого элемента и как единое целое с ним. Изобретение обладает следующими преимуществами: для формирования аморфной покрывающей пленки на материале-основе можно использовать множество металлов, имеющих высокие температуры плавления и узкие диапазоны температур переохлаждения, устройство позволяет обеспечить подавление выделения оксидов. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.