Лекция №5. Детонационные покрытия (1074600)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство Образования и Науки Российской Федерации.

Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э.Баумана.

Кафедра «Технологии приборостроения» (РЛ-6).

Детонационные покрытия №5.

Лекция по дисциплине _________________.

Д.т.н., проф. кафедры РЛ-6 Сагателян Г.Р.

Студенты группы БМТ1-61

Жованник.И.Е.

Иванова Н.Д.

Москва, 2013.

Определения

Детонационное напыление — одна из разновидностей газотермического напыления промышленных покрытий в основе которого лежит принцип нагрева напыляемого материала (обычно порошка) с последующим его ускорением и переносом на напыляемую деталь с помощью продуктов детонации. При детонационном напылении для нагрева и ускорения напыляемого материала используется энергия продуктов детонации газокислородного топлива. В качестве горючего газа обычно применяется пропан-бутановая смесь.

Установка

Рис.1. Схема установки для детонационного покрытия: 1 - баллоны с газом; 2 - редук­торы; 3 - вентили; 4 - стабили­заторы давления; 5 - ротамет­ры; 6 - электромагнитные кла­паны; 7 - смесительное устрой­ство; 8 - термопары; 9 - усили­тель; 10 -патрубок для слива воды; 11 - ствол; 12 - реле дав­ления; 13 - свеча для иницииро­вания взрыва; 14 - дозатор; 15 - манометр; 16 - вентиль для подачи воды; 17 - датчик, фиксирующий взрыв и вы­дающий команду на выполне­ние следующего взрыва; 18 - покрытие; 19 - напыляемая де­таль; 20 - электродвигатель с приспособлениями, перемещаю­щими деталь; 21 - управляемое устройство для перемещения детали; 22 - шкаф для электри­ческого управления; 23 - кноп­ка «Пуск» установки; 24 - кноп­ка «Стоп» установки.

Автоматическая детонационная установка, представленная на рис. 1, имеет систему электроуправления детонационным обо­рудованием, состоящую из нескольких блоков управления, обе­спечивающих последовательность технологических операций и безопасность работы оператора.

Описание процесса

Детонационное нанесение покрытий - дискретный процесс, осуществляется последовательным выполнением следующих операций, входящих в единичный цикл (выстрел):

• заполнение взрывчатой газовой смесью ствола детонационной пушки;

• подача в ствол пушки порошка;

• взрыв газовой смеси в стволе.

Состав взрывчатой смеси и степень заполнения ствола существенно влияют на энергетические характеристики продуктов детонации. От процентного соотношения горючего, окислителя и разбавителя, а также от их объема зависит:

• количество тепла, выделяющегося при детонации;

• степень термической диссоциации продуктов детонации;

• химическая активность продуктов детонации по отношению к наносимому материалу;

• температура и скорость истечения из ствола порошка.

Свойства

Благодаря высокой скорости напыляемых частиц (600-1000 м/сек.), детонационные покрытия обладают плотностью, близкой к плотности спеченного материала и высокой адгезией. Детонационное напыление позволяет напылять широкий круг материалов: металлы и их сплавы, оксиды, твердые сплавы на основе карбидов. При этом нагрев напыляемого изделия незначителен.

Применение

Детонационное напыление из-за своего дискретного характера является очень экономичным, но не слишком производительным методом (по сравнению, например, с высокоскоростным газопламенным напылением). Как правило, оно экономично для напыления поверхностей площадью не более нескольких квадратных сантиметров.

Детонационное напыление применяют для упрочнения раз­личных видов инструмента, штампов, коленчатых валов и блоков цилиндров двигателей. Для восстановления изношенных деталей детонационное напыление пока применяют ограниченно, глав­ным образом для нанесения покрытий на посадочные места под подшипники.

Детонационное напыление получает распространение в раз­личных отраслях народного хозяйства как для упрочнения по­верхностей новых деталей, так и для восстановления изношен­ных. Этому способствует выпуск установок для автоматического детонационного напыления: УНД-2, «Гамма», «Союз», УДГ-Н2-30, УДГ-Д2-4.

Сущность метода.

Отличительная особенность детонационного напыления - циклический характер подачи порошка на поверхность обраба­тываемой детали со скоростью, превышающей скорость звука. Циклический процесс напыления получают с помощью детона­ционных установок, принципиальная схема которых представле­на на рис. 2.

В общем виде детонационные установки состоят из блока 4 подачи напыляющего порошка, включающего порошковый пи­татель и дозирующее устройство; блока 2, служащего для образования требуемых газовых смесей и заполнения ими ство­ла детонационной установки с заданной скоростью; блока под-жига 3 и воспламенителя 2, предназначенных для инициирова­ния взрыва рабочей смеси; ствола 5, представляющего собой трубу диаметром 20 - 50 мм, длиной 1 - 2,5 м и предназначенно­го для направленного распространения взрывной волны в сторо­ну открытого конца ствола.

Процесс формирования покрытий детонационным напылением сложный и недостаточно изучен. Во многом он сходен с процессом плазменного напы­ления (см. лекцию №4). Сходство заключается в том, что сцепление частиц с подложкой и между собой может происхо­дить в расплавленном, оплавленном и твердом состояниях. Проч­ность сцепления обеспечивается главным образом за счет напы­ления расплавленными и оплавленными частицами, которые рас­текаются и кристаллизуются на поверхности подложки за счет химического взаимодействия. Отличие указаны в таблице №1.

Таблица №1. Различия детонационного и плазменного покрытия.

Опыт применения различных способов напыления, в том числе детонационного, показывает, что для получения удовлетворительного сцепления частиц порошка с основой необходимо, чтобы их значительная часть транспортировалась на подложку в расплавленном или оплавленном состоянии. Экспери­ментальные исследования по процессу формирования покрытий детонационным напылением показывают, что состояние частиц, находящихся в двухфазном потоке, неоднородно. В начале и се­редине потока они находятся в расплавленном или оплавленном состоянии, и температура в контакте с подложкой достигает температуры их плавления. При этом за счет теплоты, выделяе­мой при ударе о подложку частиц, имеющих скорость ~ 400 м/с, температура в зоне контакта повышается примерно на 100°С.

Производительность детонационного напыления (10 - 60 см²/мин) ниже плазменного (до 100 см²/мин). Повышение производительности связывают с дальнейшим совершенствованием процесса детонационного напыления и его оборудования Применение диаметра ствола свыше 25 мм влечет за собой снижение качества формирования покрытий, а использование диаметра ствола свыше 50 мм не рекомендуется по соображениям техники безопасности.

За счет уменьшения длины ствола, а следовательно, сокра­щения времени его заполнения рабочей смесью можно повысить скорострельность. Однако сокращение времени заполнения ство­ла и уменьшение его длины (до 400 мм) возможно при исполь­зовании легкоплавких металлических порошков. Для получения качественных покрытий напылением более тугоплавкими спла­вами требуется длина ствола ~ 2000 мм.

За счет применения многоствольных установок производи­тельность можно повысить в несколько раз. В то же время из-за технических трудностей, связанных с управлением сразу не­сколькими стволами, эти установки пока что не нашли практи­ческого применения.

Покрытия

При детонационном напылении можно получать покрытия из любых материалов, тугоплавких соединений, оксидов и др. Для получения износостойких покрытий с целью восстановления де­талей применяют оксид алюминия АlО_з, самофлюсующиеся сплавы ПГ-СР, СНГН, ВСНГН (65% WC и 35% СНГН).

Таблица № 2. Режимы нанесения детонационных покрытий из некоторых материалов

Для повышения износостойкости используют карбиды вольфра­ма WC, титана TiC, хрома Сг₂Сз, борид хрома СгВ₂ с добавками 8 - 20% Ni или Со.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций