Эффективность процесса напыления покрытий с использованием многокамерного детонационного устройства

Abstract

Многокамерное детонационное устройство предназначено для нанесения покрытий с использованием порошковых материалов. Нагрев и ускорение порошков осуществляется продуктами детонационного сгорания горючей газовой смеси пропана, кислорода и воздуха с частотой 20 Гц и выше. Отличием многокамерного детонационного устройства является наличие дополнительной камеры сгорания, которая повышает газодинамические параметры продуктов детонации и эффективность процесса напыления. Определено влияние особенностей конструкции устройства на газодинамические параметры продуктов детонации. Скорость продуктов детонации достигает 1520 м/с, давление детонационной волны примерно 3,5 МПа. Скорость напыляемых частиц при использовании данного устройства достигает 1200 м/с. Устройство оснащено бесклапанной системой подачи газов и порошка, что обеспечивает надежную работу при высокой частоте инициирования детонации (до 50 Гц). Коэффициент использования материала при этом достигает 82 и 67 % для порошков кермета и оксидной керамики соответственно. Получаемые при этом покрытия характеризуются малой пористостью (<1 %) и высокой адгезией к основе.

Багатокамерний детонаційний пристрій, призначений для нанесення покриттів з використанням порошкових матеріалів. Нагрівання і прискорення порошків здійснюється продуктами детонаційного згоряння горючої газової суміші пропану, кисню і повітря з частотою 20 Гц і вище. Відмінністю багатокамерного детонаційного пристрою є наявність додаткової камери згоряння, яка підвищує газодинамічні параметри продуктів детонації і ефективність процесу напилення. Визначено вплив особливостей конструкції пристрою на газодинамічні параметри продуктів детонації. Швидкість продуктів детонації досягає 1520 м/с, тиск детонаційної хвилі приблизно 3,5 МПа. Швидкість частинок, що напилюються, при використанні даного пристрою досягає 1200 м/с. Пристрій оснащено безклапанною системою подачі газів і порошку, що забезпечує надійну роботу при високій частоті ініціювання детонації (до 50 Гц). Коефіцієнт використання матеріалу при цьому досягає 82 і 67 % для порошків кермету і оксидної кераміки відповідно. Одержані при цьому покриття характеризуються малою пористістю (<1 %) і високою адгезію до основи.

A multi-chamber detonation spaying is designed for coating deposition using powder materials. Heating and acceleration of powders is carried out by detonation combustion products of gas mixture of propane, oxygen and air with 20 Hz frequency and more. A difference of multi-chamber detonation device is presence of additional combustion chamber, which increases gas-dynamic parameters of the detonation products and efficiency of spraying process. Effect of unit design peculiarities on gas-dynamic parameters of detonation products was determined. Velocity of detonation products reached 1520 m/s, detonation wave pressure made approximately 3.5 MPa. Velocity of sprayed particles using this unit reaches 1200 m/s. The unit is equipped with a valveless system for gas and powder feeding. This provides reliable operation at high frequency of detonation initiation ( up to 50 Hz). Spraying deposition efficiency at that reaches 82 and 67 % for cermet powders and oxide ceramics, respectively. Coatings received during this process are characterized with small porosity (<1 %) and high adhesion to substrate.