Состояние и перспективы детонационного напыления покрытий
Реферат - Экономика
Другие рефераты по предмету Экономика
я к подбору оптимальных режимов напыления те же, что и для нанесения покрытий из металлов и карбидов.
Вполне естественно, что для отдельных видов материалов оценку соотношения вкладов скорости и температуры частиц в кинетику формирования покрытия потребуется проводить с учетом температурной зависимости удельной теплоемкости частиц.
Условно полагая вклад тепловой и кинетической энергии частиц в Нормирование покрытий равноценным, определим необходимую скорость разгона частиц при заданной температуре нагрева подложки Тs, и частиц Тр. Необходимым условием для образования прочного сцепления частицы c подложкой является достижение в контакте частица подложка требуемого значения контактной температуры Тk. Для случая напыления твердыми частицами температура в контакте определяется но формуле И. Вейника. Путем ее преобразования легко получить выражение для оценки требуемой температуры нагрева частиц;
(1.25)
где Bs и Bр коэффициенты аккумуляции тепла материала подложки и частицы соответственно (, ? коэффициент теплопроводности). С учетом принятого допущения и полагая cp = const:
(1.26)
Откуда с учетом предыдущего уравнения и размерностей, получим:
(1.27)
Полученное выражение позволяет оценивать значение требуемой скорости соударения с подложкой напыляемых частиц материала при известной температуре их нагрева. Для избежания получения завышенных значений скорости частиц следует учитывать уменьшение энергии активации поверхности подложки за счет высокого импульсного давления в момент соударения при определении контактной температуры Тk.
2. Установки для детонационно-газового напыления
В табл. 2 приведены технические характеристики некоторых установок для детонационно-газового напыления. Первоначально была предложена установка с механическим клапанным механизмом подачи рабочих газов, позднее - с электромагнитным клапанным механизмом и смешанного типа.
Таблица № 2. Технические характеристики установок для детонационно-газового напыленияХарактеристикаАДК-1ДНП-5АДКАДУ-СЛОбъем ствола, см3500-700400630(Lст, м)(0,45-1,0)(2.0)Расход газов (не более),
мз/ч: -ацетилена1,2-2,250,5-4,0< 2,23,0 -кислорода1,2-2,25-< 2,65,0 -азота5,0-8,0-< 9,08,0 -воздуха20-25-< 25-Давление газов, МПа: -ацетилена0,15-0,1-0,12- -кислорода0,5-0,3-0,5- -азота0,3-0,8-0,3-0,8- -воздуха0.4-0,4-0,5-Расход охлаждающей воды, м3/ч (давление, МПа)1,0-1,0.-(0,2)(0,05-0,1)Скорострельность,
выстрел/с2-42-1544Расход напыляемого порошка, г/выстрел0,1-0,252-12-4-12Производительность на
пыления, кг/ч0,8-2,50,7-3,00,7-3,5КИП0,4-0,50,3-0,80,3-0,50,1-0,8Электрическая мощность,
кВт0,35-0,3-Толщина покрытия за вы-
стрел, мкм (площадь, см2)5-10-3-10-(3.2)
На рис. 15, а приведена принципиальная схема установки механического типа. Рабочие газы С2Н2 (1), О2 (2) и N2 (3) через систему подводящих трубопроводов и тарельчатых клапанов 1 подаются в смесительную камеру 3. Первоначально срабатывают клапаны, подающие С2Н2 и О2, а при их закрытии открывается клапан подачи азота. Готовая взрывчатая смесь проталкивается в камеру 6, где и взрывается искрой запального устройства 5. Подача продувочного газа необходима для того, чтобы заглушить азотом входные отверстия ацетиленового и кислородного клапанов. Этим предотвращается возможность обратного удара и увеличивается стойкость клапанов. Кроме того, азот очищает камеру смешения и взрывную камеру 6 от продуктов сгорания перед новым циклом. Распределительный механизм, выполненный в виде вала с кулачками 2, управляет работой клапанов и установки. Этот механизм приводится в движение электроприводом 4.
На рис. 15, б приведена упрощенная принципиальная схема установки с электромагнитной клапанной системой. Блок управления БУ с электронным счетно-суммирующим программным устройством определяет последовательность работы схемы. В начальный момент по команде с БУ открываются электромагнитные клапаны 1 - 3, подающие в смесительную камеру 7 компоненты газовой рабочей смеси. С помощью клапана 3 регулируется количество азота в смеси N2. Это позволяет в широких пределах регулировать температуру, давление и скорость детонационной волны и продуктов ее распада. Появляется возможность подбирать необходимый режим работы установки. Одновременно с клапанами 1-3 открывается клапан 4, через который поступает транспортирующий газ N2 (тр) и подается из питателя 8 порция порошка во взрывную камеру 9. После заполнения взрывной камеры рабочей смесью клапаны 1-4 закрываются. Одновременно открывается клапан 5, через который нейтральный газ N2 (з) заполняет буферный змеевик 10. После закрытия всех клапанов генератор 11 подает импульс высокого напряжения на искровую свечу 12. Этим обеспечивает подрыв рабочей смеси во взрывной камере. Цикл заканчивается открытием клапана 6 и продувкой системы нейтральным газом N2 (п). В последующих циклах последовательность работы клапанов повторяется.
Преимуществом установок с электромагнитной клапанной системой и электронным счетно-суммирующим программным устройством является оперативное изменение режимов (программы) напыления покрытий.
Функционирование детонационно-газовых установок зависит от совершенства конструкций ряда узлов и систем, например распылителя, камеры смешения, системы зажигания, устройства для предотвращения обратного удара, системы управления и регулирования и др.
Детонационно-газовые распылители. Основным элементом дето-национно-газового распылителя является взрывная или детонационная камера. Конструктивно она представляет собой, чащ?/p>