30Способы дгн.

О бобщенная схема процесса приведена на рис. 101. В камеру зажигания 1 подается за­данное количество рабочей смеси газов, например C₂H₂-О₂-N₂-. При помощи маломощного элек­трического разряда и специального устройства 2 производится поджигание смеси, возникающие при этом тепловые волны порождают ударную 3, а затем и детонационную волну 4. В канале ство­ла 5 детонационная волна распадается с образованием горючей смеси 6 (l_ст - длина ствола; d_Cт его диаметр). Одновременно с взрывной смесью производится и взедение напыляемого порошка. На выходе из ствола образуется дульное пламя 7 (l₃ - заглубление подачи порошка в ствол) и по­ток напыляемых частиц 8.

Рис. 101. Схема детонационно-газового напыления покрытий (описа­ние в тексте): 1 - камера зажигания; 2 - спец. устройство, при помощи к-го производится поджигание смеси; 3,4 – ударная и детонационная волны; 5 – ствол; 6 – горючая смесь; 7 – дульное пламя; 8 – поток напыляемых частиц;

• - окислительный газ;

• – горючий газ;

• - технологический газ.

ДГН относится к циклическим процессам, можно выделить три составляющие цикла: τ_Ц= τ_З+ τ_Н+ τ_П, где τ_З - время, необходимое для заполнения камеры и ствола газовой смесью и порошком; τ_Н - время, затраченное на образование взрыва и выброса продуктов детонации и порошка; τ_П – время продувки камеры и ствола.

Время цикла составляет 0,2-0,5 с. Обычно стремятся к минимальным значениям τ_Ц , кото­рые зависят от скорострельности установки, а след., и от производительности. В течение одного цикла на поверхность напыления переносится 30-40 мг распыляемого материала.

При одном цикле образуется единичное пятно, d_ПН=20-30мм, толщина 10-30 мкм. При ог­раниченной скорострельности рост толщины покрытия в неподвижном пятне составляет 20-50 мкм/с. Время формирования единичного пятна 2·10^-3с, поэтому имеются потенциальные возмож­ности для увеличения скорости роста толщины покрытия до 5·10³ мкм/с.

Формирование покрытий при ДГН зависит от ударной пла­стической деформации частиц, время которой 10^-6-10^-7с. Величина импульсного давления, возни­кающего в зоне соударения, определяется физическими свойствами материала частиц и их скоро­стью. При v_Ч=1000м/с возникает импульсное давление около 10ГПа, в этих условиях в области контакта кроме термической активации образованию прочных связей способствует интенсивное пластическое течение как материала частицы, так и материала на поверхности напыления. На контактных поверхностях Раздела наблюдается возникновение, движение и выход дислокаций, при образовании прочных химических связей дислокации играют роль активных центров, в связи с этим при ДГН необходимо стремиться к формированию покрытий из твердых высокопластичных частиц, так как при расплавлении частиц этот механизм реализуется слабо.

ДГН осуществляется в основном порошковыми способами. Подача порошка производится как в осевом, так и в радиальном направлениях, для получения ка­чественных покрытий необходимо равномерное распределение порошковых частиц по сечению ствола. Несмотря на кратковременность пребывания частиц в потоке, гравитация оказывает суще­ственное влияние на равномерность распределения. В нижней части канала ствола наблюдается большее количество порошка, особенно крупных и тяжелых фракций, что в значительной мере можно устранить при вертикальном расположении ствола установки.

Процесс ДГН механизирован и автоматизирован. Осуществ­ляется в специальном звукоизоляционном боксе. Управление процессом дистанционное, с выне­сенного за пределы бокса пульта.

Классификация методов ДГН на практике производится по след. признакам:

1. Типу детонирующей смеси. Используют детонирующие газы С_гН₂ (ацетилен), СН₄ (ме­тан), С₃Н₈ (пропан), СО (оксид углерода, угарный газ), Н₂ и другие, а также продукты пиролиза бензина, керосина и др.

2. Конструктивным особенностям газового температурного такта. Применяют про­цесс с предварительным форкамерным зажиганием и зажиганием непосредственно в стволе уста­новки. Используют направляющие каналы стволов с постоянным и переменным сечением: прямо­линейные, в виде змеевика и др.

3. Количеству детонационных камер-стволов. Различают одноствольные установки и многоствольные. Последние обеспечивают повышение произв-ти процесса напыления.