Восстановление деталей детонационным напылением

При детонационном напылении наносимые частицы приобретают энергию во время горения и перемещения ацетиленокислородной смеси в стволе пушки. Детонация - особый вид горения газообразною топлива. Она возникает в начальный период горения смеси и распространяется по трубе со скоростью 2000-3000 м/с. Температура горения смеси при детонационном напылении достигает 5700 К, а развиваемое давление - сотен мегапаскалей. Скорость полета наносимых частиц - 600...800 м/с, а их температура - до 4000 К. Покрытия имеют малую пористость (до 0,5%) и высокую прочность соединения с подложкой (до 200 МПа).

Наносимые частицы нагреваются за счет теплообмена с высокотемпературной газовой средой и перемещаются ударной волной, возникшей в результате детонации горючей газовой смеси в стволе установки.

Установка детонационного напыления (рис. 4.8) включает охлаждаемый закрытый с одного конца ствол 5 длиной 1200...2000 мм и диаметром 8...40 мм. Внутренняя полость ствола вблизи торцовой стенки образует взрывную камеРУ ® се стенке установлено запальное устройство 2 и клапанное устройство для подачи горючего и окислительного газов. В торце ствола имеется порошковый питатель У. На расстоянии 150...200 мм от среза ствола перпендикулярно к оси располагают восстанавливаемую поверхность детали.

В установке имеется камера смешивания горючих газов с окислителем. Смешивание газов необходимо для равномерного распределения газовой смеси вдоЛь ствола. Газовые потоки в камере смешивания движутся под углом друг к другу или закручиваются.

Предусмотрено устройство, исключающее обратные удары из детонационной камеры в коммуникации и афегаты установки. Ввиду того что водные затворы неэффективны, применяют газовые буфера, пламегасители и огненреградители.

Таким образом, детонация - это процесс взрывного горения горючей смеси с последующим образованием ударной волны. Эта волна перемещается от очага горения (к открытому от днища концу трубы и навстречу фронту первого пламени). Отраженная от днища взрывная волна увлекает навеску порошка и перемещает ее наружу вдоль оси ствола со сверхзвуковой скоростью. После достижения открытого конца ствола детонационная волна затихает на расстоянии за ним примерно 100 мм.

Химическая энергия горения смеси расходуется на нагрев и расширение газа, перемещение и нагрев навески порошка. Высокая температура нагрева напыляемого материала в некоторых случаях приводит даже к его испарению. Кинетическая энергия частиц в 1000 раз превосходит кинетическую энергию частиц при плазменном напылении. Превращение кинетической энергии частиц напыляемого материала в момент удара в тепловую энергию материала обеспечивает высокую прочность покрытия и отсутствие пористости.

При детонационном напылении, как и при газопламенном и плазменном, применяют металлические, оксидно-ксрамические, композитные и другие порошки. Порошки нс должны реагировать с продуктами сгорания. Средний размер частиц порошка 10...50 мкм. Детонационное напыление нашло применение при нанесении защитных и износостойких покрытий из оксидов алюминия и карбидов вольфрама, карбидокобальтовых сплавов и хрома на наружные поверхности.