Способ нанесения окисных покрытий

 

(19)RU(11)666912(13)C(51)  МПК ⁶    _{C23C4/00C23C4/04}Статус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ОКИСНЫХ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к области получения окисных покрытий детонационным напылением, которые могут применяться для защиты изделий от коррозии и эрозии. Известен способ получения износостойких покрытий детонационным напылением, включающий подачу в ствол детонационной установки смеси кислорода и ацетилена в соотношении 1:1, напыляемого материала, например карбида вольфрама, инициировании взрыва и напыление карбида вольфрама на изделие, расположенное на расстоянии 120-150 мм от дульного среза ствола установки. Однако этот способ не позволяет наносить окисные покрытия. Наиболее близким заявленному техническому решению является способ нанесения окисных покрытий, например, из Al₂O₃, Cr₂O₃, их смеси, детонационным напылением, включающий подачу в ствол детонационной установки смеси кислорода и ацетилена, размещенные в нем порошка окисла металла, инициирование взрыва и напыление окисла продуктами детонации на подложку, расположенную у открытого конца ствола перпендикулярно его оси. Недостатком известного способа является то, что полученные окисные покрытия сравнительно пористы, имеют высокую газопроницаемость, низкую электрическую прочность и низкую производительность процесса. При этом известный способ позволяет наносить покрытия только из ограниченного числа окислов. Предложенный способ отличается от противопоставленного тем, что кислород и ацетилен берут в соотношении (2-3):1 при размещении окисла в стволе на расстоянии 0,3-0,4 его длины от открытой части и размер частиц порошка определяют из соотношения d T₂- , где d диаметр частиц, м; ρ- плотность частиц, кг/м³;
средняя теплопроводность частиц, Вт/мК;
средняя теплоемкость частиц, дж/кг×К;
Т_пл температура плавления частиц, кг
К постоянный коэффициент, равный 4,5 ˙120^-11
Т₂ температура продуктов детонации, К. Указанное отличие позволяет расширить ассортимент напыляемых окислов, уменьшить пористость, газопроницаемость, увеличить электрическую прочность и производительность процесса. В соответствии с предложенным способом соотношение газов в горючей смеси (кислорода и ацетилена) составляет (2-3):1, так как при ином соотношении выделяемого тепла недостаточно для проплавления напыляемых частиц, которые кроме того, имеют очень высокую скорость и время их пребывания в среде раскаленных газов недостаточно. При этом с точки зрения проплавления частиц очень важен их размер, который выбирают, исходя из приведенной выше формулы, так как относительно большой размер частиц препятствует их проплавлению, а очень маленький вследствие худшего растекания таких частиц снижает качество покрытий. Оптимальные значения диаметров частиц различных окислов, определенные по формуле, приведены в табл. 1. Для получения качественных покрытий порошок окисла помещают внутри ствола детонационной установки на расстоянии 0,3-0,4 его длины от открытой части, так как при уменьшении относительной глубины загрузки уменьшается время пребывания частиц в среде разогретых газов, а при увеличении разогретые продукты детонации обгоняют частицы порошка, не успевает разогнать и нагреть их. Подложку в этом случае следует размещать на расстоянии 130-170 мм от открытого конца трубы. Свойства покрытий из окислов металлов, полученных предложенным способом, представлены в табл. 2. Напыление осуществляли при глубине загрузки порошка 700±5 мм при длине трубы 2 м и диаметре 20 мм. Покрываемое изделие размещают на расстоянии 150±2 мм от открытой части ствола. Навеска порошка на один выстрел составляла 0,05-0,01 г. Соотношение кислорода и ацетилена 2,5:1. Толщина полученного покрытия составляла 0,17-0,26 мм. При этом определялись коэффициент фильтрации (К), общая пористость (А), электрическая прочность (Е) и средняя толщина покрытия, формирующаяся в результате единичного выстрела (Н), что характеризует производительность процесса. Сравнение полученных данных с данными для покрытий, полученных известным способом, показывает, что покрытия, полученные предложенным способом отличаются меньшей пористостью и газопроницаемостью, более высокой электрической прочностью и производительностью процесса при расширении ассортимента наносимых окислов.

Формула изобретения

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ОКИСНЫХ ПОКРЫТИЙ детонационным напылением, включающий подачу в ствол детонационной установки смеси кислорода и ацетилена, размещение в нем порошка окисла металла, инициирование взрыва и напыление окисла продуктами детонации на подложку, расположенную у открытого конца ствола перпендикулярно его оси, отличающийся тем, что, с целью расширения ассортимента напыляемых окислов, уменьшения пористости, газопроницаемости покрытий, увеличения их электрической прочности и производительности процесса, смесь кислорода и ацетилена берут в соотношении (2 3) 1 при размещении порошка окисла в стволе на расстоянии 0,3 0,4 его длины от открытого конца и размер частиц порошка определяют из соотношения

где d диаметр частиц, м;
ρ плотность частиц, кг/м³;
средняя теплопроводность частиц Вт/м · К;
средняя теплоемкость частиц, Дж/ кг · К;
T_пл температура плавления частиц, К;
T₂ температура продуктов детонации, К;
K постоянный коэффициент, равный

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2