28. Охарактеризуйте сущность детонационного напыления.
Рис. Схема детонационного напыления.
1 – сопло для подачи кислорода; 2 – водоохлаждаемый слой; 3 – камера сгорания; 4 – сопло для подачи ацетилена; 5 – основной материал (подложка); 6 – сопло для
подачи в камеру сгорания карбида вольфрама с азотом; 7 – покрытие.
Процесс детонационного напыления проводят следующим образом: удлиненную трубу с достаточным отношением длины к диаметру, закрытую с одного конца, заполняют взрывчатой газовой смесью определенного состава (а), в которую непосредственно перед ее зажиганием вдувают инертным газом мелкодисперсный порошок напыляемого материала (б).
Смесь инициируется электрической искрой (в). В турбулентном потоке порошок перемешивается со взрывчатой смесью, образуя двухфазную систему. После прохождения детонационной волны по двухфазной системе и завершения процесса горения, температура повышается до 2500-35000С (в зависимости от типа и состава взрывчатой смеси.) При этом частицы порошка переходят в жидкое или пластичное состояние. Продукты детонации со взвешенными в них частицами движутся к концу трубки со скоростью до 1500 м/сек. Выходя из трубки, поток частиц попадает на поверхность покрываемого изделия и образует покрытие (г). При соударении с металлом частица напыляемого материала внедряется в его поверхность на глубину равную ее диаметру. Пластическая деформация поверхности металлической подложки свидетельствует о том, что значительная часть кинетической энергии частицы переходит в тепловую, а не расходуется полностью на возбуждение волны сжатия. Поэтому при детонационном методе нанесения покрытий прочное сцепление обеспечивается даже в том случае, если оно наносится на полированную поверхность металла. При правильно подобранном режиме нанесения покрытие не отслаивается от поверхности металла при любом механическом воздействии.
Покрытие наносится на металл серией последовательных выстрелов. Частота их повторения обычно составляет 4-6 в секунду, но может достигать 75 в секунду. Толщина слоя, полученного при каждом цикле, зависит от свойств наносимого материала и составляет 5-7 мкм и более. В процессе обработки изделие перемещается с постоянной скоростью перед срезом трубы для получения равномерного по толщине покрытия по всей поверхности.
29. Охарактеризуйте сущность сверхзвукового напыления.
Сверхзвуковое напыление – это метод нанесения покрытий, при котором материал наносится на подложку со скоростями в несколько раз больше скоростей звука. Его можно подразделить на газотермическое и газодинамическое напыление. Повышение надежности современной техники, снижение себестоимости ее обслуживания, обеспечение конкурентоспособности, продление ресурса эксплуатации, а также ее реновация путем применения современных технологий для восстановления работоспособности узлов до уровня новых изделий - наиболее приоритетные направления развития техники. Применение технологий нанесения защитных покрытий, среди которых газотермические процессы занимают значительное место, является одним из кардинальных путей решения данного вопроса. С использованием существующих в настоящее время оборудования, материалов и технологий газотермического напыления стало возможным значительно снизить или исключить влияние на изнашивание деталей таких факторов, как эрозия, коррозия (в том числе высокотемпературная), кавитация и др. Защитные покрытия могут быть также предназначены, например, для создания термобарьерного слоя, обеспечения электроизоляционных свойств, поглощения излучения продуктов радиоактивного распада, обеспечения определенных оптических свойств, реализации селективного смачивания, создания биологически активных поверхностных свойств для различных искусственных органов и многого другого. В промышленно развитых странах с целью решения экологических проблем освоение техники газотермического напыления происходит путем вытеснения гальванических "грязных" технологий. Ситуация в России, сложившаяся в 80-90 гг. и приведшая к распаду промышленности, в настоящее время дает возможность не реанимировать устаревшие технологии, а адаптируясь к новым условиям, вместо гальванических методов использовать новейшие технологии нанесения покрытий методами термического напыления. 1.Сущность метода сверхзвукового напыления Сверхзвуковое напыление покрытий осуществляется со скоростями в несколько раз больше скорости звука, при этом сам процесс происходит различными способами. Например при холодном сверхзвуковом напылении температура напыляемых частиц не превышает 100оС и соединение основного металла с напыляемым происходит за счёт преобразования кинетической энергии в тепловую когда напыляемые частицы непосредственно врезаются в изделие. А при газотермическом сверхзвуковом напылении частицы напыляемого металла разогреваются непосредственно перед напылением до различных температур (в зависимости от использованного метода, типа топлива и т. д.).