Пантелеенко Ф.И. и др. - Восстановление деталей машин (1038481), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Вид микроструктуры (дисперсность, вид и количество составляющих) зависит о1 химического состава самофлюсующегося сплава, времени и температуры нагрева. Наилучшую износостойкость деталям в нагруженных сопряжениях обеспечивают покрытия из самофлюсующихся сплавов. Структура покрытия — высоколегированный твердый раствор с включениями дисперсных металлоподобных фаз (прежде всего боридных или карбидных) с размером частиц 1...10 мкм, равномерно распределенных в основе.
Для плазменного напыления металлических и иеметаллических покрытий (тугоплавких, износостойких, коррозионно-стойких) применяю1 установки: УН-115, УН-120, УПМ-б, УПУ-ЗД, УПС-301, АПР403. УП РП-201. 3.7.б. Детонационное напыление При детонационном иапьиеиии ианосимые частицы приобретаю1 энергию во время горения и перемещения ацетиленокислородной смеси е стволе пушки. Детонация — особый вид горения газообразного топлива, НАПЫЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА 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 т©мпература 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 высокотемпературиой газовой средой и перемещаются ударной волной, возиикшей в результате детонации горючей газовой смеси в стволе установки. Установка детонационного напыления (рнс. 3.35) включает водоохлвждаемый закрытый с одного конца ствол 5 длиной 1200...2000 мм и диаметром 8...40 мм.
Внутренняя полость ствола вблизи торцовой стенки образует взрывную камеру 3. В ее стенке установлено запальное устройство 2 и клапанное устройство для подачи горючего и окислительного газов. В торце ствола имеется порошковый питатель 1. На расстоянии 150...200 мм от среза ствола перпендикулярно к оси располагают восстанавливаемую поверхность детали.
В установке имеется камера смешивания горючих газов с окислител©м. Смешивание газов необходимо для равномерного распределения газовой смеси вдоль ствола. Газовые потоки в камере смешивания движутся под углом друг другу или закручиваются. Рис. ЗЗ5. Схема установки для детонационного напыления: а — базовой; б — усовершенствованной; 1 — порошковый питатель; 2 — запальное устройство; 3 — взрывная камера; 4 — смесительная камера; 5 — водоохлаждасмый ствол; 6- покрытие; 7- восстанавливаемая деталь Зб8 Глава 3.
РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ НАПЫЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА Предусмотрено устройство, исключающее обратные удары из детонационной камеры в коммуникации и агрегаты установки. Ввиду того что водные затворы неэффективны, примеияют газовые буфера, пламегасители и огнепреградители. Для зажигания горючей смеси аостаточио энергии 9 10 ...10 Дж. Обычно применяют автомобильные свечи, воспроизводящие иидукционную искру с энергией 0„05...0,20 Дж. Для их питания годится маломощный ис*очник с трансформатором напряжения и конденсатором. Установка оснащена системой полуавтоматического или автоматического управления. Установка работает следующим образом. С помощью транспортирующего газа (азота или воздуха) во взрывную камеру подают порцию порошка массой 50...200 мг, а через клапаиное устройство под давлением 0,12...0,20 МПа — горючую смесь (ацетилен — кислород или пропан-бутан — кислород).
В качестве горючих газов можно также применять водород, метан (природный газ) и другие угле-водороды. Окислителем может быть и воздух. Между электродами запального устройства инициируют электрическую искру, которая поджигает горючую смесь. В начале процесс горения смеси горючий газ — кислород протекает со сравнительио небольшой скоростью. Горение горючих газов под атмосферным давлением в окислительной среде (воздухе или кислороде) в ламинарном или турбулентном режиме сопровождается как непрерывным расширением и перемещением его продуктов со скоростью до 10...15 м/с, так и сжатием несгоревшей газовой среды за фронтом пламени.
Это сжатие в ограничениом объеме и теплопередача от очага горения к несгоревшей части смеси повышают температуру и давление этой части смеси. При достижении критических значений этих величин газовая среда самовоспламеняется и сгорает со скоростью взрыва. Данное явление представляет собой детоиацию. 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 ням - 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 эиергии частиц в момент удара в тепловую энергию большого количества дефектов материала в момент удара объясняет высокую прочность покрытия и отсутствие закрытой пористости.
Процесс завершается продувкой ствола инертным газом. Цикл работы повторяется через 0,2...0,5 с. Частота цикла детонационного устройства для иапыления покрытий может быть увеличена до 15 Гц и выше. Непрерывная автоматическая подача порошков и газов при этом упрощает технологию и оборудование. При детонационном напылении, как и при газопламенном, применяют металлические, оксидно-керамические, композитные и другие порошки. Порошки не 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 иа наружные поверхности.
Единичное пятио наносимого материала массой 50...100 мг имеет диаметр около 2 мм и толщину 3...5 мкм. Совмещение пятен во время нанесеиия покрытия обеспечивает его общую толщину 0,02...0,40 мм. Производительность процесса невысокая. Для создания покрытия равномерной толщины деталь перемещают относительно канала ствола. При разработке детонационного напыления учитывают такие особеиности. Ствол установки определяется следующими параметрами: формой канала, чистотой его поверхности, наличием форкамеры, отношением длины к диаметру и др.
Диаметр ствола принимают - 8 мм. С уменьшением этого диаметра затрудняется детонационный взрыв и возрастают тепловые потери. Длина ствола обеспечивает получение необходимой скорости напыляемых частиц. Вид и расход газа принимают исходя из производительности процесса и иеобходимой температуры продуктов горения. Диаметр частиц составляет 10...50 мкм. Подача детали за цикл не более половины диаметра пятна.
Коэффициент использоваиия материала 30...60%. Плотность частиц по пятну контакта составляет 10 ...10 часз з тиц/(см с). В лабораторных условиях восстановлены коленчатые валы путем нанесеиия на их шейки оксида алюминия. Восстановленные элементы обладают высокой износостойкостью. Глава 3. РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ Детонационные покрытия наносят с помощью установок «Днепр-2: «Днепр-3» (разработчик — Институт порошковой металлургии (ИПЬ НАН Украины, сокращенно ИПМ НАН Украины) и «Катунь» (разрабо чик — НПО «Анитип»„г. Барнаул). Модели установок — АДК, АДКДНП-5, АДУ-СП и др. Технические характеристики некоторых установс приведены ниже. Технические характеристики автоматического детонационного комплекса АДК-1М Технические характеристики детоиационной установки «Днепр-З», разработанной ИПМ НАН Украины 220 300 0,59...3,30 0,27...2,30 1,3...5,5 0,02...1,33 5...20 20 2..6 Детонационное оборудование имеет большие габаритные размеры его производительность невысокая, стоимость нанесения покрыты большая.
Уровень шума при работе детонационной установки 125.. 140 дБ, поэтому ее устанавливают в отдельном помещении со звукоизо. лирующими стенами. Оператор управляет процессом, находясь за стеной В выхлопных газах наблюдается повышенное содержание оксидов углерода, азота и других веществ. Производительность, кг/ч... Потребляемая мощность, Вт, не более......., Температура рабочей смеси, 'С Давление рабочей среды, МПа Скорострельность, с ' .. Инициирование... Коэффициент использования порошков, %....
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
