Холодное газодинамическое напыление (ХГН) (англ. Cold Spray ) металлических покрытий — это процесс формирования металлических покрытий при соударении холодных (с температурой, существенно меньшей температуры плавления) металлических частиц, ускоренных сверхзвуковым газовым потоком до скорости несколько сот метров в секунду, с поверхностью обрабатываемой детали. При ударах нерасплавленных металлических частиц о подложку происходит их пластическая деформация и кинетическая энергия частиц преобразуется в тепло и, частично, в энергию связи с подложкой, обеспечивая формирование сплошного слоя из плотно упакованных металлических частиц.
Основной особенностью ХГН является отсутствие высоких температур в процессе формирования металлических покрытий, следовательно, отсутствие окисления материалов частиц и основы, процессов неравновесной кристаллизации, высоких внутренних напряжений в обрабатываемых деталях.
К настоящему времени существуют две основных разновидности ХГН:
1. История
Явление закрепления твердых металлических частиц на поверхности преграды было обнаружено в экспериментальных исследованиях обтекания тел сверхзвуковыми гетерофазными потоками, выполнявшихся в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН СССР (ИТПМ) [1, 2, [1].
В последующем в исследования и разработки, связанные как с физикой процессов, происходящих при ХГН, так и с созданием оборудования для ХГН и способов его практического применения включились исследовательские и производственные предприятия разных стран. Детальный обзор интеллектуальной собственности, созданной в области холодного газодинамического напыления, представлен в [5]. В настоящее время в мире серийно производятся несколько типов оборудования для ХГН высокого давления — компанией CGT [www.cgt-gmbh.com], для ХГН низкого давления — компаниями ОЦПН [2] и CenterLine [3]-(по лицензии ОЦПН).
В практике промышленного применения применятся портативное оборудование ДИМЕТ®, выпускаемое Обнинским центром порошкового напыления [4].
2. Холодное газодинамическое напыление высокого давления
[5]
3. Холодное газодинамическое напыление низкого давления
[6; [6], [7]
Нанесение и получение металлических покрытий химическим способом
... частиц до сверхзвуковых скоростей осуществляется сжатым воздухом. При этом обеспечивается нанесение металлических покрытий из порошковых материалов (алюминиевые, медные, цинковые, никелевые, оловянные, свинцовые, баббитовые) газодинамическим ... от коррозии, декоративной отделки изделий, придания поверхности изделий специальных свойств наиболее ... абразивной обдувке сжатым воздухом давлением 0,1 -- 0,6 ...
Суть технологии ХГН низкого давления (см. рис.) состоит в следующем: 1 — сжатый воздух давлением 0,5-1,0 МПа подается в нагреватель, нагревается там до 400—600 град. С; 2 — поступает в сверхзвуковое сопло; 3 — порошковый материал, представляющий собой механическую смесь металлических и керамических частиц, подается в сверхзвуковой поток воздуха за критическим сечением сопла, в ту его часть, где давление в потоке несколько ниже атмосферного давления; 4 — частицы ускоряются воздушным потоком до скорости 300—600 м/с; 5 — частицы взаимодействуют с поверхностью преграды, формируя на ней металлокерамическое покрытие
4. Достоинства технологии
- для работы необходим только сжатый воздух и электроэнергия;
- нет нагрева и окисления металла частиц и подложки, деформаций, изменения структуры металлов (температура подложки меньше 100—150 град С ;
- нет вредных и агрессивных газов, веществ, излучений и др. опасных факторов;
- технологическая простота нанесения покрытий.
5. Покрытия
[8]
6. Материалы покрытий
Технология позволяет создавать алюминиевые, медные, цинковые, оловянные, свинцовые, никелевые и другие металлические покрытия. В качестве керамической примеси обычно используется оксид алюминия, хотя могут быть использованы и другие материалы, отличающиеся высокой твердостью и температурой плавления.
7. Материалы основы
Металлы, стекло, керамика, ситаллы, гранит, бетон.
8. Структура
Покрытия, создаваемые таким способом, представляют собой металлическую матрицу с внедренными в нее керамическими частицами (см. рис.)
9. Свойства
Покрытия характеризуются высокой прочностью, хорошими эксплуатационными свойствами и могут наноситься любой толщиной.
10. Применение
Технология находит широкое применение в различных отраслях промышленности для решения целого ряда задач по нанесению металлических покрытий [9] в машиностроении, авиакосмической технике, электротехнике, нефте- газодобыче, переработке, на газоперекачивающих станциях магистральных газопроводов, в судостроении, судоремонте, атомной энергетике, железнодорожном транспорте, метро, ремонте автомобильной, дорожной и специальной техники, в декоративно-прикладном искусстве:
|
|
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/holodnoe-gazodinamicheskoe-napyilenie/
1. Алхимов А. П., Нестерович Н. И., Папырин А. Н. Экспериментальное исследование обтекания тел сверхзвуковым двухфазным потоком. — ПМТФ, 1982, № 2, с.66-74.
2. Алхимов А. П., Косарев В. Ф., Папырин А. Н. Метод «холодного» газодинамического напыления. — Докл. АН СССР, 1990, т.315, № 5, с.1062-1065.
3. Алхимов А. П., Клинков С. В., Косарев В. Ф., Фомин В. М. Холодное газодинамическое напыление. Теория и практика. — М. Физматлит, 2010, 536 с.
4. Каширин А. И., Шкодкин А. В. Газодинамическое напыление металлических покрытий — возникновение метода и его современное состояние. — Упрочняющие технологии и покрытия. 2007, № 12(36), с. 22-33.
5. E.Irissou, J.-G.Legoux, A.N.Ryabinin, B.Jodoin, C.Moreau. Review on Cold Spray Process and Technology: Part I — Intellectual Property. Journal of Thermal Spray Technology, 2008, V. 17(4), pp. 495–516
6. Буздыгар Т. В., Каширин А. И., Клюев О. Ф. Портнягин Ю. И. Способ получения покрытий. — Патент РФ № 2038411, 1993.
Примечания
Данный реферат составлен на основе . Синхронизация выполнена 16.07.11 22:54:11
Похожие рефераты: , Напыление , Детонационное напыление , Газопламенное напыление , Плазменное напыление , Напыление с оплавлением , Газотермическое напыление , Высокоскоростное газопламенное напыление , Напыление с поддержкой ионным лучом .
Категории: Материаловедение , Производственные процессы и операции , Технологии машиностроения , Металловедение , Антикоррозионная защита , Упрочнение поверхностей .
Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike .
