4. Детонационное нанесение покрытий
Метод нанесения покрытий детонационным способом может быть использован для упрочнения деталей, работающих в условиях повышенного коррозионного, эрозионного и абразивного воздействия, с целью придания деталям заданных свойств. Способ включает нагрев напыляемого порошка и напыление его на подложку ударной волной при детонации газовой смеси.
Детонационное напыление – это процесс, при котором для разогрева и разгона твердого порошкообразного материала используется энергия газового взрыва. В камеру (рис.4.1.1), заполненную газовой смесью водородно-кислородной смеси с ацетиленом либо спиртом (в зависимости от процесса), впрыскивается напыляемый порошок и электрической искрой возбуждается детонация. При температуре в зоне взрыва, разогретые до плавления частицы порошка попадают на поверхность подложки (детали). При этом происходит микросварка и порошок на молекулярном уровне соединяется с деталью, образуя слой. Необходимое увеличение толщины слоя достигается серией выстрелов.
Данный способ осуществляется устройством для детонационного напыления, включающий камеру с присоединенным к нему блоками подачи газов, напыляемого порошка и инициирования детонации.
Однако в этом случае используется смесь взрывоопасных газов, способная детонировать. Следовательно, повышается опасность процесса.
Принципиальная схемы установки для нанесения мелкодисперсных систем на поверхность обрабатываемой детали приведена на рис. 4.1.2. Установка включает в себя следующие элементы: электролизе; барботер; соединительные патрубки; регулируемые клапаны ввода газовой смеси и порошка; емкость для порошка; камеру сгорания; блок питания с модулем управления; линии электропередач.
Установка работает следующим образом. Водородно-кислородная смесь подается в барботер, где газ смешивается с введенным изначально ацетиленом либо спиртом. С барботера по соединительным патрубкам газовая смесь поступает в камеру. Камера с барботером разделена жидкостным затвором для исключения обратного удара. Камера сгорания имеет два клапана. Через первый клапан подается газовая смесь, через второй вводится мелкодисперсная система (порошок). Возбудителем детонации является искровой разряд создающийся между электродами в момент приложения высокого напряжения. Сопло камеры имеет задвижку, которая предварительно сдерживает газ в объеме. Блок питания с модулем управления необходим для питания исполнительных систем (электролизер, регулируемые клапаны) и согласования регулируемых клапанов и системы питания электролизера.
При введении порошка в камеру клапан закрывается, открывается клапан через который осуществляется ввод газовой смеси. После введения заданного количества газа в камеру, клапан закрывается. На электроды подается импульсный высоковольтный разряд имитирующий детонацию. Ударная волна, вовлекая с собой продукты введенные предварительно в камеру (порошок), соударяясь с поверхностью подложки создает механическое сцепление между материалом-основы и материалом-покрытия.
Количество газа входящего в камеру контролируется датчиком расхода газа связанного с модулем управления. Включение и выключение электролизера осуществляется одновременно с регулировочным клапаном.
Рис. 4.1.1. Эскиз камеры.
Рис. 4.1.2. Принципиальная схема установки для нанесения порошка.