Детонационное напыление
ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕТОНАЦИОННОГО НАПЫЛЕНИЯ
Детонационное напыление – это технология нанесения покрытий, в которой для разогрева и разгона порошкообразного материала используется энергия газового взрыва. Покрытие наносится детонационной пушкой, в которой продукты взрыва разогревают частицы порошка до плавления и метают их со скоростью пули на деталь, установленную перед стволом пушки. При столкновении происходит микросварка, и порошок прочно соединяется с поверхностью детали. За один выстрел образуется пятно покрытия диаметром несколько сантиметров толщиной до 10 микрон. Необходимая большая толщина наращивается серией последовательных выстрелов. Большие поверхности обрабатываются путем сканирования с помощью специализированного манипулятора.
Схема и выстрел детонационной пушки
Разработкой оборудования для детонационного напыления и реализацией различных технологических решений с детонационными покрытиями Институт занимается уже более 30 лет. Значимым этапом в развитии этого направления стало создание компьютеризированного детонационного комплекса нового поколения « CCDS 2000 », который не только по всем параметрам соответствует лучшим современным образцам оборудования для термического напыления, но и позволил существенно расширить области применения этой технологиями – разработаны десятки новых промышленных применений.
Пушка « CCDS 2000 » Блок управления Блок охлаждения
Детонационный комплекс CCDS 2000 имеет модульную конструкцию с компьютерным блоком управления, автономной системой охлаждения и компактной пушкой (весом менее 20 кг ), что позволяет монтировать ее как на специализированном роботе-манипуляторе, так и на промышленном роботе. CCDS 2000 отличается: высоко точной многоканальной системой газопитания, дозированной локальной подачей порошка и компьютерным управлением пушкой и манипулятором. Возможна работа на любом газовом топливе, включая реализацию режима SuperD — Gun на бинарном топливе.
Пушка « CCDS 2000 » на специализированном 3-х координатном роботе-манипуляторе.
Пушка « CCDS 2000 » на промышленном роботе.
Детонационные покрытия отличаются высокой плотностью и рекордной прочностью связи, достигающей прочности монолитного материала. Импульсный характер термического воздействия на обрабатываемую деталь при детонационном напылении исключает коробление, поводки, перегрев детали и нежелательные структурные изменения материала детали. Толщина покрытия — от нескольких микрон до нескольких миллиметров. Отработаны режимы напыления десятков порошков:
— металлов: алюминия, меди, никеля, хрома, кобальта, молибдена, железа и др.
— сплавов: сталей, чугуна, нихрома, бронзы, латуни, самофлюсующихся сплавов и др.
— окислов: алюминия, хрома, циркония, титана и др.
— металлокерамических композитов с карбидами: вольфрама, хрома, титана и т.д.
Применение двух дозаторов порошка позволяет на « CCDS 2000 » в автоматическом режиме формировать многослойные композиционные покрытия и смесевые слои с программно-заданным соотношением компонентов в слое.
Послойно-градиентное металлокерамическое покрытие
ДЕТОНАЦИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ ШИРОКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Детонационный комплекс « CCDS 2000 », позволяет решать различные технологические задачи:
— упрочнение и повышение износостойкости;
— защиту от кавитации и эрозии;
— антикоррозионную и химическую защиту;
— металлизацию керамики, фибропластов и различных пластмасс;
— керамическую изоляцию с высокой электрической прочностью;
— формирование каталитических носителей для экологически чистой энергетики;
— неоднократное восстановление изношенных деталей любых механизмов и машин,
что находит применение в таких отраслях как:
— авиационная и космическая техника;
— машиностроение и судостроение;
— оборудование для нефтедобычи и химического производства;
— оборудование для металлопроката и пищевой промышленности;
— деревообрабатывающие и бумагоделательные машины;
— элементы электротехнических и электронных устройств.
Упрочнение лопаток компрессора авиационного двигателя.
Упрочнение шнека пульпонасоса.
Керамическая изоляция медных шин высоковольтного трансформатора.
Металлизация фторопласта и карбона.
Упрочнение межзубковой поверхности буровых шарошек
Упрочнение деталей буровой телеметрии.
Восстановление деталей центробежного насоса нефтяных скважин.
Восстановление деталей автотракторной техники.
Детонационный комплекс « CCDS 2000 » производится ООО «Сибирские технологии защитных покрытий» в Технопарке Новосибирского Академгородка и поставляется заказчикам с разрабатываемыми технологиями в кооперации с ИГиЛ СО РАН. Уже более десятка « CCDS 2000 » работают на предприятиях России и за рубежом: ИВК «Эталон» во Фряново под Москвой на трех установках напыляет износостойкие и защитные покрытия широкого назначения; ООО «Спецпокрытие» в Самаре на двух установках упрочняет детали бурового оборудования; ООО «Ойлпамп Сервис» в Нижневартовске на трех установках восстанавливает детали погружных насосов нефтяных скважин; ЗАО «Прометей» в Санкт–Петербурге упрочняет седла запорной арматуры для атомпрома; 2 комплекса поставлены во Францию, 4 — в Китай и один в Италию; первые аппараты нового поколения изготовлены для предприятий авиапрома — моторостроительных заводов ОАО «Кузнецов» (г. Самара) и ОАО «УМПО» (г. Уфа).
Ноя 22, 2021 Cеминар по горению и аэрозолям
Семинар пройдет во вторник 23 ноября в 10:00 в ИХКГ СО РАН в очной форме (конференц-зал ИХКГ СО .
Ноя 22, 2021 Семинар «Прикладная гидродинамика»
24 ноября, среда, 15:30 НСК, конференц-зал ИГиЛ СО РАН (108 .
Окт 24, 2019 Открытый конкурс по ФЦП
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации объявило открытый конкурс о проведении.
Апр 27, 2021 XI Всероссийская конференция с международным участием «Горение топлива: теория, эксперимент, приложения»
Мероприятие является расширенным продолжением серии конференций «Горение твердого топлива», проводимых.
Апр 4, 2021 IV RMHD conference, Perm, Russia, September 20-22, 2021
По просьбе участников срок представления регистрационной формы и тезисов доклада на РМГД-2021 продлен.
Источник
Детонационный способ нанесения покрытий
Detonation coatings. General requirements
Дата введения 1990-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Академией наук УССР
В.Н.Клименко, канд. техн. наук; А.Е.Кущевский, канд. хим. наук; В.Х.Кадыров, канд. техн. наук (руководитель темы); М.С.Яковлева, Т.В.Терещенко, Л.Д.Бернацкая
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19.12.88 N 4221
3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер пункта, приложения
5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)
Настоящий стандарт распространяется на детонационные покрытия и устанавливает общие требования к поверхности основного металла, применяемым материалам и покрытиям.
Требования, не предусмотренные настоящим стандартом, связанные со спецификой деталей и производства, устанавливаются в нормативно-технической документации.
1. ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ И МАТЕРИАЛУ ДЕТАЛЕЙ
1.1. Детали, предназначенные для нанесения покрытия детонационно-газовым способом, должны быть изготовлены в соответствии с требованиями конструкторской документации с учетом толщины напыления.
1.2. Твердость поверхности, подлежащей напылению, не должна превышать 61 HRC .
1.3. На поверхностях деталей, подлежащих напылению, не допускаются заусенцы, сварочные брызги, наплывы пайки, прижоги, остатки флюсов, окалина, раковины, трещины и другие неоднородности, видимые без применения увеличительных средств.
1.4. Размеры и форма деталей, подлежащих напылению, определяются технологическими возможностями устройств для перемещения изделий в процессе нанесения покрытий, размерами звукоизолирующей камеры, в которой проводят напыление, и типом оборудования для напыления.
1.5. Острые кромки поверхности детали, подлежащей напылению, должны быть скруглены радиусом не менее 1 мм.
Допускается применение фасок с размерами 1х45°.
1.6. Отверстия на поверхностях, подлежащих напылению, должны быть изолированы заглушками или винтами.
Для получения острых кромок в отверстие впрессовывают заглушку, которую после нанесения покрытия высверливают или вытравливают.
Материал заглушки и метод травления выбирают в зависимости от материала детали.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ПРИМЕНЯЕМЫМ МАТЕРИАЛАМ
2.1. Требования к порошковым материалам, используемым для нанесения покрытий
2.1.1. Перечень порошковых материалов, используемых для детонационно-газового напыления, и их назначение приведены в приложении 1.
2.1.2. Порошковые материалы, предусмотренные технологическим процессом, должны пройти входной контроль на соответствие паспортным данным по гранулометрическому составу, физико-химическим свойствам и условиям хранения.
2.1.3. Перед использованием порошки металлов и их смеси, металлических сплавов, композиционные порошки необходимо просушить, а порошки оксидов и их смеси — прокалить.
Сушку порошков необходимо проводить при температуре 120 °С — 150 °С в течение не менее 1,5 ч на противнях из нержавеющей стали, периодически перемешивая. Толщина слоя порошка должна быть не более 15 мм.
Прокаливание порошков оксидов необходимо проводить при температуре 300 °С — 1100 °С в зависимости от состава в течение не менее 1 ч на противнях из нержавеющей стали. Толщина слоя должна быть не более 30 мм.
2.1.4. Смеси порошков приготавливают в смесителях. Качество смешивания определяют путем химического анализа проб, взятых не менее чем из трех мест.
2.2. Требования к материалам для струйно-абразивной обработки
2.2.1. Для струйно-абразивной обработки применяют сухие, не загрязненные маслом, ржавчиной или другими веществами острогранные абразивные материалы с размерами зерна от 0,5 до 1,5 мм.
2.3. Требования к газам
2.3.1. В качестве рабочих газов применяют: азот газообразный по ГОСТ 9293, кислород газообразный по ГОСТ 5583, ацетилен технический по ГОСТ 5457, пропан-бутан по ГОСТ 20448, водород по ГОСТ 3022, аргон по ГОСТ 10157, углекислый газ по ГОСТ 8050 и сжатый воздух по ГОСТ 9.010.
2.3.2. Сжатый воздух, применяемый для подготовки поверхности и напыления покрытия, должен быть очищен от масла, влаги и быть не ниже 7,9 классов загрязненности по ГОСТ 17433. Оборудование для очистки воздуха выбирают в зависимости от требуемой степени очистки.
Методы измерения загрязненности сжатого воздуха — по ГОСТ 24484.
3. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОПЕРАЦИИ ДЕТОНАЦИОННОГО НАПЫЛЕНИЯ
3.1. Требования к подготовке поверхности деталей
3.1.1. Подготовку поверхности, хранение и транспортирование подготовленных деталей следует проводить в помещении при температуре воздуха не ниже 18 °С и относительной влажности не выше 75%. При этом не допускается наличие в окружающей среде веществ, способствующих коррозии поверхности деталей.
3.1.2. Обезжиривание деталей проводят моющими средствами или органическими растворителями по ГОСТ 9.402*. В отдельных случаях допускается проводить обезжиривание с помощью щеток или протирочного материала, смоченных уайт-спиритом по ГОСТ 3134 или бензином по ГОСТ 1012. Степень обезжиривания поверхности должна соответствовать первой по ГОСТ 9.402*.
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 9.402-2004. Здесь и далее. — Примечание изготовителя базы данных.
3.1.3. Перед напылением покрытий поверхность деталей необходимо подвергнуть струйно-абразивной обработке. Для тонкостенных деталей (толщина стенки 0,5 мм и менее) допускается применять другие способы получения шероховатости и активации поверхности.
Степень очистки поверхности от окислов должна соответствовать второй по ГОСТ 9.402.
3.1.4. Поверхность детали, не подлежащая нанесению покрытия, должна быть защищена от воздействия струйно-абразивной обработки экранами или другими приспособлениями. Зона струйно-абразивной обработки должна быть больше зоны напыления в соответствии с технологическими требованиями.
3.1.5. Струйно-абразивную обработку проводят при давлении сжатого воздуха 0,10-0,57 МПа (1-6 атм) в зависимости от материала деталей и ее толщины.
3.1.6. Расстояние от среза сопла струйно-абразивного пистолета до поверхности детали должно быть 100-150 мм, угол наклона 60°-90°.
3.1.7. После струйно-абразивной обработки поверхность деталей должна быть обдута сжатым воздухом не ниже первого класса загрязненности по ГОСТ 17433.
3.1.8. Шероховатость поверхности деталей после струйно-абразивной обработки должна быть 20-40 мкм. Другие значения шероховатости поверхности устанавливают в нормативно-технической документации или в технических требованиях конструкторской документации на конкретное изделие.
3.2. Требования к напылению
3.2.1. Промежуток времени после подготовки поверхности до напыления покрытия не должен превышать 0,5-3 ч в зависимости от категории размещения изделия по ГОСТ 15150 и устанавливается в нормативно-технической документации на конкретное изделие.
3.2.2. Перед напылением покрытий на детали рекомендуется произвести напыление на образцы-свидетели и измерить толщину покрытия.
3.2.3. Деталь жестко закрепляют на приспособлении, обеспечивающем необходимую свободу перемещения относительно ствола установки таким образом, чтобы исключить препятствия на пути потока напыляемых частиц.
Источник
