EA011084B1 - Apparatus for gas-dynamic applying coating and method of coating - Google Patents

Apparatus for gas-dynamic applying coating and method of coating Download PDF

Info

Publication number
EA011084B1
EA011084B1 EA200702536A EA200702536A EA011084B1 EA 011084 B1 EA011084 B1 EA 011084B1 EA 200702536 A EA200702536 A EA 200702536A EA 200702536 A EA200702536 A EA 200702536A EA 011084 B1 EA011084 B1 EA 011084B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
nozzle
powders
powder
gas
throat
Prior art date
Application number
EA200702536A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200702536A1 (en
Inventor
Александр Иванович КАШИРИН
Олег Федорович Клюев
Александр Викторович ШКОДКИН
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью Обнинский Центр Порошкового Напыления
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью Обнинский Центр Порошкового Напыления filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью Обнинский Центр Порошкового Напыления
Publication of EA200702536A1 publication Critical patent/EA200702536A1/en
Publication of EA011084B1 publication Critical patent/EA011084B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/02Coating starting from inorganic powder by application of pressure only
    • C23C24/04Impact or kinetic deposition of particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/14Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas designed for spraying particulate materials
    • B05B7/1481Spray pistols or apparatus for discharging particulate material
    • B05B7/1486Spray pistols or apparatus for discharging particulate material for spraying particulate material in dry state

Abstract

The invention relates to the technology of applying coatings to the surfaces of articles, and in particular, to gas-dynamic methods of applying coatings with the use of an inorganic powder, and it can be used in different branches of mechanical engineering. A compressed gas is delivered to the heater (1) to be heated to the required temperature that keeps the particles from sticking to the nozzle walls. The heated gas enters the supersonic nozzle (2) wherein it sequentially passes through a converging portion, the throat (3) and a diverging portion of the nozzle and accelerates up to supersonic velocity. The powders to be sprayed are introduced into said supersonic gas flow through powder injection components (5). The powder particles are accelerated by a high-velocity gas flow in the acceleration portion (7) of the nozzle and then they are directed to the substrate surface. The gist of the invention is the disclosure of the parameters of a nozzle portion, positioned downstream of the powder injection point and intended for the acceleration of the powder, providing the increase of sprayed powder deposition efficiency and the retention of the possibility to use an elevated temperature of the compressed gas and to use the powders having hard particles.

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на поверхности изделий, а именно к газодинамическим способам нанесения покрытий с использованием неорганического порошка, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, в частности при восстановлении формы и размеров металлических деталей, изготовлении и ремонте изделий, требующих герметичности, повышенной коррозионной стойкости, жаростойкости и других свойств.The invention relates to a technology for coating on the surface of products, namely, gas-dynamic methods of coating using inorganic powder, and can be used in various branches of engineering, in particular when restoring the shape and size of metal parts, manufacturing and repairing products requiring tightness, increased corrosion resistance, heat resistance and other properties.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Одними из эффективных способов нанесения металлических и металлокерамических покрытий являются газодинамические способы. В этих способах высокоскоростной поток мелких нерасплавленных частиц направляется на поверхность обрабатываемого изделия и формирует сплошное покрытие. При этом для ускорения частиц используются сжатые газы, преимущественно воздух, и не используются никакие горючие вещества.One of the effective methods for applying metal and cermet coatings are gas-dynamic methods. In these methods, a high-speed stream of small unmelted particles is directed to the surface of the workpiece and forms a continuous coating. At the same time, compressed gases, mainly air, are used to accelerate the particles, and no combustible substances are used.

Известны способ и устройство [И85302414, 1994]. В этом способе покрытия наносятся путем введения металлических порошков в поток сжатого газа, ускорения газопорошковой смеси в сверхзвуковом сопле (сопле Лаваля) и подачи ускоренных частиц порошка на основу. Ускоренные частицы сталкиваются с подложкой, имея кинетическую энергию, достаточную для закрепления на поверхности подложки. Покрытия формируются из частиц, имеющих размер 1-50 мкм, при этом частицы порошка до столкновения с подложкой не плавятся и не размягчаются, а на подложке закрепляются в том случае, когда их кинетическая энергия преобразуется в достаточный уровень механической деформации.The known method and device [I85302414, 1994]. In this method, coatings are applied by introducing metal powders into a stream of compressed gas, accelerating the gas-powder mixture in a supersonic nozzle (Laval nozzle), and feeding accelerated powder particles to the substrate. Accelerated particles collide with the substrate, having kinetic energy sufficient to be fixed on the surface of the substrate. Coatings are formed from particles having a size of 1-50 μm, while the powder particles do not melt and do not soften until they collide with the substrate, and are fixed on the substrate when their kinetic energy is converted to a sufficient level of mechanical deformation.

Дальнейшие усовершенствования этого способа и устройства [И86139913, 2000 и и86283386, 2001] включают в себя специальный выбор площади поперечного сечения газового потока и обеспечивают формирование покрытий из частиц с размером до 106 мкм.Further improvements to this method and device [I86139913, 2000 and I86283386, 2001] include a special selection of the cross-sectional area of the gas stream and provide the formation of coatings of particles with a size of up to 106 microns.

Основными недостатками этих способов является то, что порошок инжектируется в подогретый поток сжатого газа до того, как этот поток проходит через горло сопла Лаваля. Вследствие того, что газовый поток находится под большим давлением, для инжекции в него порошка требуется система подачи порошка высокого давления, которая является очень дорогостоящей. Во-вторых, частицы порошка и нагретый газ должны пройти через горло сопла и частицы часто налипают на стенки расширяющейся части и горла сопла. Это требует полной остановки работы устройства и очистки сопла. В итоге температура газа должна быть достаточно низкой - такой, чтобы не происходило размягчения частиц и налипания их на стенки сопла. Эта температура часто оказывается недостаточной для эффективного нанесения покрытия. Кроме того, при использовании порошков, содержащих твердые частицы, происходит значительный износ стенок горла сопла и время жизни сопла уменьшается.The main disadvantages of these methods is that the powder is injected into the heated stream of compressed gas before this stream passes through the throat of the Laval nozzle. Due to the fact that the gas stream is under high pressure, a high pressure powder supply system is required to inject the powder into it, which is very expensive. Secondly, powder particles and heated gas must pass through the nozzle throat and particles often adhere to the walls of the expanding portion and nozzle throat. This requires a complete shutdown of the device and cleaning the nozzle. As a result, the gas temperature should be sufficiently low so that particles do not soften and stick to the nozzle walls. This temperature is often insufficient for effective coating. In addition, when using powders containing solid particles, there is significant wear on the walls of the throat of the nozzle and the lifetime of the nozzle is reduced.

Известны способы [И86756073, 2004; №2205897, 2001; №2100474, 1997; И86402050, 2002], свободные от этих недостатков. В этих изобретениях используется сверхзвуковое сопло, в которое подается предварительно нагретый сжатый газ. Этот газ, проходя через сужающуюся часть, горло сопла и расширяющуюся часть сопла, ускоряется и формирует в сопле сверхзвуковой поток. В месте, расположенном после горла, в этот поток вводятся частицы порошков, которые ускоряются сверхзвуковым газовым потоком и направляются на поверхность основы (подложки).Known methods [I86756073, 2004; No. 2205897, 2001; No. 2100474, 1997; I86402050, 2002], free from these shortcomings. In these inventions, a supersonic nozzle is used in which a preheated compressed gas is supplied. This gas, passing through the tapering part, the nozzle throat and the expanding part of the nozzle, accelerates and forms a supersonic flow in the nozzle. In a place located after the throat, particles of powders are introduced into this stream, which are accelerated by a supersonic gas stream and sent to the surface of the substrate (substrate).

В соответствии с этими способами частицы порошка не проходят через горло сопла, что позволяет увеличить температуру газа без опасности налипания частиц на стенки горла сопла. Поскольку скорость ускоряющего частицы порошка газового потока примерно пропорциональна квадратному корню из температуры газа, то увеличение температуры газа приводит к увеличению скорости, приобретаемой частицами порошка в сопле, и росту вероятности их сцепления с поверхностью основы при соударении. Тем самым, удается увеличить эффективность осаждения частиц.In accordance with these methods, the powder particles do not pass through the nozzle throat, which allows to increase the gas temperature without the risk of particles sticking to the nozzle throat walls. Since the velocity of the accelerating particle of the gas stream powder is approximately proportional to the square root of the gas temperature, an increase in the gas temperature leads to an increase in the velocity acquired by the powder particles in the nozzle and an increase in the likelihood of their adhesion to the base surface upon impact. Thus, it is possible to increase the efficiency of the deposition of particles.

Однако в указанных изобретениях за счет введения порошка не перед соплом, а только после горла сопла полная длина участка сопла, на котором происходит ускорение частиц порошка, значительно уменьшается. Это отчасти снижает прирост эффективности напыления, который мог бы быть достигнут за счет увеличения температуры газа.However, in these inventions, by introducing the powder not in front of the nozzle, but only after the throat of the nozzle, the total length of the nozzle portion on which the acceleration of the powder particles occurs is significantly reduced. This partly reduces the increase in spraying efficiency, which could be achieved by increasing the temperature of the gas.

Наиболее близкими по технической сущности являются устройство и осуществляемый им способ [СА2270260, 2004]. Устройство содержит нагреватель сжатого газа; сверхзвуковое сопло (сопло Лаваля), непосредственно соединенное с нагревателем сжатого газа и включающее горло, расположенное между сужающимся и расширяющимся участками; узел для подачи порошков в сопло, при этом порошок вводится в сопло после горла сопла.The closest in technical essence are the device and its method [CA2270260, 2004]. The device comprises a compressed gas heater; a supersonic nozzle (Laval nozzle), directly connected to the compressed gas heater and including a throat located between the tapering and expanding sections; a unit for feeding powders into the nozzle, wherein the powder is introduced into the nozzle after the nozzle throat.

В этом устройстве частицы порошков не проходят через горло сопла и, следовательно, не изнашивают его стенки. Этим обеспечивается возможность использования порошков, содержащих твердые частицы. Кроме того, поскольку в сверхзвуковой части (расположенной после горла) температура газа значительно ниже, чем в дозвуковой его части (расположенной перед горлом) и в горле сопла, устройство допускает увеличение температуры нагрева сжатого газа без опасности налипания частиц на стенки сопла.In this device, powder particles do not pass through the throat of the nozzle and, therefore, do not wear out its walls. This makes it possible to use powders containing solid particles. In addition, since the gas temperature in the supersonic part (located after the throat) is much lower than in the subsonic part (located in front of the throat) and in the nozzle throat, the device allows an increase in the heating temperature of the compressed gas without the risk of particles sticking to the nozzle walls.

Однако и в этом устройстве за счет смещения места ввода порошка в сопло вниз по направлению движения газа (то есть ввода порошка не перед соплом, а внутри сопла) уменьшается длина участка сопла, на котором осуществляется ускорение частиц потоком газа. В результате уменьшается скорость частиц порошка на выходе из сопла и уменьшается эффективность их осаждения (коэффициент напыленияHowever, in this device, due to the displacement of the place of the powder input into the nozzle down in the direction of gas movement (i.e., the powder input is not in front of the nozzle, but inside the nozzle), the length of the nozzle section on which particles are accelerated by the gas flow is reduced. As a result, the speed of the powder particles at the exit of the nozzle decreases and the efficiency of their deposition decreases (sputtering coefficient

- 1 011084 порошка).- 1 011084 powder).

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей заявленного изобретения является увеличение коэффициента напыления при сохранении возможности использования повышенной температуры сжатого газа и использования порошков, содержащих твердые частицы.The objective of the claimed invention is to increase the deposition coefficient while maintaining the possibility of using increased temperature of the compressed gas and the use of powders containing solid particles.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для газодинамического нанесения покрытий, включающем нагреватель сжатого газа, сверхзвуковое сопло (сопло Лаваля), непосредственно соединенное с нагревателем газа и содержащее горло, расположенное между сужающимся и расширяющимся участками, узел подачи порошков в сопло, в котором элементы для ввода порошков в сопло размещены после горла сопла, узел подачи порошков в сопло содержит один или несколько порошковых питателей, соединенных трубопроводами с элементами для ввода одного или нескольких порошков в сопло, а участок сопла, расположенный после элементов для ввода порошков и предназначенный для ускорения порошков, выполнен с параметрами, удовлетворяющими следующему соотношению:The problem is solved in that in the known device for gas-dynamic coating, including a compressed gas heater, a supersonic nozzle (Laval nozzle) directly connected to the gas heater and containing a throat located between the tapering and expanding sections, a powder supply unit in the nozzle, in which elements for introducing powders into the nozzle are placed after the throat of the nozzle; the unit for supplying powders into the nozzle contains one or more powder feeders connected by pipelines to elements for introducing one th or more powders into the nozzle, and the nozzle portion downstream of the elements for input and powders intended for acceleration of powders made with the parameters satisfying the following relation:

0,015 < В · (8ои1/8пу -1) / Ь < 0,03, где 8ои1 - площадь поперечного сечения сопла на выходе;0.015 <B · (8o1 / 8pu -1) / b <0.03, where 8o1 is the cross-sectional area of the nozzle at the outlet;

δίπ) - площадь поперечного сечения сопла в месте расположения элементов для ввода порошков;δίπ) is the cross-sectional area of the nozzle at the location of the elements for introducing powders;

Ь - длина участка сопла, предназначенного для ускорения порошков;B is the length of the portion of the nozzle designed to accelerate the powders;

В - минимальный поперечный размер сопла в месте расположения элементов для ввода порошков.In - the minimum transverse size of the nozzle at the location of the elements for introducing powders.

В зависимости от формы и состава обрабатываемой поверхности, а также решаемой задачи при нанесении покрытий сопло может быть выполнено с круглым или прямоугольным поперечным сечением.Depending on the shape and composition of the surface to be treated, as well as the problem to be solved during coating, the nozzle can be made with a round or rectangular cross section.

Для удобства практического использования устройства участок сопла, предназначенный для ускорения порошков, может быть выполнен в виде сменяемого элемента, при этом он может быть выполнен непрерывно расширяющимся или с одной или более цилиндрическими секциями. Элементы для ввода порошков в сопло могут быть выполнены в виде отверстия (отверстий) в стенке сопла или в виде проходящих через горло сопла трубок, выходные отверстие которых размещены после горла, при этом два или более элементов для ввода порошков могут быть выполнены обеспечивающими ввод порошка на одинаковом расстоянии от горла сопла.For the convenience of practical use of the device, the nozzle section intended to accelerate the powders can be made in the form of a replaceable element, while it can be continuously expanding or with one or more cylindrical sections. Elements for introducing powders into the nozzle can be made in the form of holes (s) in the wall of the nozzle or in the form of tubes passing through the nozzle throat, the outlet openings of which are located after the throat, and two or more elements for introducing powders can be made to allow powder to enter equal distance from the throat of the nozzle.

Для обеспечения легкого изменения состава напыляемого порошка каждый питатель может быть соединен со своим элементом для ввода порошка в сопло. Для упрощения конструкции два или более питателей могут быть соединены с одним элементом для ввода порошка в сопло. С практической точки зрения наиболее удобно, чтобы нагреватель сжатого газа был выполнен электрическим.To ensure easy changes in the composition of the sprayed powder, each feeder can be connected to its element for introducing the powder into the nozzle. To simplify the design, two or more feeders can be connected to one element for introducing powder into the nozzle. From a practical point of view, it is most convenient for the compressed gas heater to be electric.

Сравнительный анализ с прототипом показал, что заявленное решение отличается тем, что участок сопла, расположенный после элементов для ввода порошков и предназначенный для ускорения порошков, выполнен с параметрами, удовлетворяющими следующему соотношению:A comparative analysis with the prototype showed that the claimed solution is characterized in that the nozzle portion located after the powder inlet elements and designed to accelerate the powders is made with parameters satisfying the following ratio:

0,015 < В » (δοιΛ/δίηί - 1) / Ь < 0,03, где 8ои1 - площадь поперечного сечения сопла на выходе;0.015 <B "(δοιΛ / δίηί - 1) / b <0.03, where 8o1 - the cross-sectional area of the nozzle at the exit;

δίπ) - площадь поперечного сечения сопла в месте расположения элементов для ввода порошков;δίπ) is the cross-sectional area of the nozzle at the location of the elements for introducing powders;

Ь - длина участка сопла, предназначенного для ускорения порошков;B is the length of the portion of the nozzle designed to accelerate the powders;

В - минимальный поперечный размер сопла в месте расположения элементов для ввода порошков, что позволяет судить о соответствии критерию изобретения «новизна».In - the minimum transverse size of the nozzle at the location of the elements for the introduction of powders, which allows us to judge compliance with the criteria of the invention of "novelty."

Поставленная задача может быть решена также, если в известном способе газодинамического нанесения покрытий, включающем нагрев сжатого газа, подачу его в сверхзвуковое сопло (сопло Лаваля), формирование сверхзвукового газового потока, введение после горла сопла в сверхзвуковой газовый поток одного или нескольких порошков, по крайней мере один из которых содержит частицы металлов и/или сплавов, ускорение этих порошков газовым потоком в сопле, направление ускоренных порошков на поверхность основы и формирование покрытия, газовый поток после горла сопла формируют удовлетворяющим следующему соотношению:The problem can also be solved if, in the known method of gas-dynamic coating, which includes heating a compressed gas, feeding it into a supersonic nozzle (Laval nozzle), forming a supersonic gas stream, introducing one or more powders after the nozzle throat into the supersonic gas stream, at least at least one of which contains particles of metals and / or alloys, the acceleration of these powders by the gas flow in the nozzle, the direction of accelerated powders to the surface of the substrate and the formation of a coating, the gas flow along le throat of the nozzle is formed to meet the following relationship:

0,015 < В · (8ои1/8т] - 1) / Ь < 0,03, где 8ои1 - площадь поперечного сечения газового потока на выходе из сопла;0.015 <B · (8o1 / 8t] - 1) / b <0.03, where 8o1 is the cross-sectional area of the gas stream at the exit of the nozzle;

δίπ) - площадь поперечного сечения газового потока в месте ввода порошков;δίπ) is the cross-sectional area of the gas stream at the place of entry of the powders;

Ь - протяженность газового потока в сопле от места ввода порошков до выхода из сопла;B is the length of the gas stream in the nozzle from the place of entry of the powders to the exit of the nozzle;

В - минимальный поперечный размер газового потока в месте ввода порошков.In - the minimum transverse size of the gas stream at the point of entry of the powders.

В зависимости от требуемых свойств покрытия в качестве порошка, предназначенного для формирования покрытия, используют металлический порошок и/или механическую смесь керамического и металлического порошков или в сверхзвуковой поток вводят одновременно несколько порошков, содержащих частицы разной твердости, при этом в качестве одного из порошков используют порошок керамики. Во всех случаях используют, чаще всего, порошки с размерами частиц 1-100 мкм.Depending on the desired properties of the coating, a metal powder and / or a mechanical mixture of ceramic and metal powders are used as a powder for forming a coating, or several powders containing particles of different hardness are simultaneously introduced into a supersonic flow, while powder is used as one of the powders ceramics. In all cases, powders with a particle size of 1-100 microns are most often used.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

При газодинамическом нанесении покрытий из порошковых материалов покрытие формируется из отдельных частиц, которые при столкновении с основой закрепляются на ее поверхности, в основном, за счет преобразования кинетической энергии частиц в энергию связи.During gas-dynamic coating of powder materials, the coating is formed from individual particles, which, when they collide with the base, are fixed on its surface, mainly due to the conversion of the kinetic energy of the particles into binding energy.

- 2 011084- 2 011084

Поэтому вероятность закрепления частиц на поверхности, в первую очередь, зависит от их скорости. Чем выше скорость каждой конкретной частицы, тем выше вероятность ее закрепления на поверхности основы, тем выше коэффициент напыления порошка в целом.Therefore, the probability of fixing particles on the surface, first of all, depends on their speed. The higher the speed of each particular particle, the higher the likelihood of its fixing on the surface of the base, the higher the coefficient of powder deposition as a whole.

Во всех устройствах для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов ускорение частиц осуществляется в сопле за счет силы Стокса, возникающей при наличии разности скоростей газа и частиц и пропорциональной этой разности. При этом частицы никогда не достигают скорости газового потока, а всегда движутся с отставанием от него. Естественно, чем дольше частица находится в потоке газа, тем меньше это отставание, то есть скорость частицы ближе к скорости газа.In all devices for gas-dynamic coating of powder materials, particle acceleration is carried out in the nozzle due to the Stokes force arising in the presence of a difference in gas and particle velocities and proportional to this difference. In this case, the particles never reach the gas flow velocity, but always move behind it. Naturally, the longer the particle is in the gas flow, the less this lag, that is, the particle velocity is closer to the gas velocity.

В этом случае казалось бы очевидным как можно больше увеличивать длину участка сопла, предназначенного для ускорения частиц порошков (ускоряющего участка, представляющего собой часть сопла от места ввода порошков в сопло до выхода сопла). Тогда частицы дольше движутся в потоке газа и, следовательно, ускоряются до большей скорости.In this case, it would seem obvious to increase as much as possible the length of the nozzle section designed to accelerate the powder particles (the accelerating section, which is a part of the nozzle from the place the powders enter the nozzle to the nozzle exit). Then the particles move longer in the gas stream and, therefore, accelerate to a higher speed.

На практике это оказалось далеко не так. Постепенное увеличение длины ускоряющего участка сопла, действительно, сначала приводит к увеличению скорости частиц и коэффициента напыления порошка на подложку. Однако при дальнейшем увеличении длины ускоряющего участка наблюдается уменьшение коэффициента напыления частиц.In practice, this was far from the case. A gradual increase in the length of the accelerating section of the nozzle, indeed, first leads to an increase in the particle velocity and the coefficient of powder deposition on the substrate. However, with a further increase in the length of the accelerating section, a decrease in the particle deposition coefficient is observed.

На первый взгляд этот эффект можно было бы объяснить торможением газового потока за счет трения газового потока о стенки сопла. Действительно, в устройствах для газодинамического напыления обычно используются сопла с большим удлинением, у которых длина в несколько десятков раз превышает поперечные размеры сопла. В этом случае торможение газа в сопле может быть значительным и при уменьшении скорости газа менее скорости частиц вместо ускорения частиц начнется их торможение.At first glance, this effect could be explained by the inhibition of the gas flow due to the friction of the gas flow against the nozzle walls. Indeed, in devices for gas-dynamic spraying, nozzles with a large elongation are usually used, in which the length is several tens of times greater than the transverse dimensions of the nozzle. In this case, the gas deceleration in the nozzle can be significant, and when the gas velocity decreases below the particle velocity, instead of particle acceleration, their deceleration begins.

Однако в реальных условиях было обнаружено, что при увеличении длины ускоряющего участка сопла коэффициент напыления частиц порошка начинает уменьшаться гораздо раньше, чем скорость газа в сопле существенно уменьшится. То есть при некотором увеличении длины ускоряющего участка сопла скорость газа в сопле остается существенно выше скорости частиц, а, значит, при таком увеличении длины ускоряющего участка сопла частицы порошка в сопле должны приобретать более высокую скорость. Но на практике фактический коэффициент напыления неожиданно уменьшается.However, under real conditions, it was found that with an increase in the length of the accelerating section of the nozzle, the deposition coefficient of the powder particles begins to decrease much earlier than the gas velocity in the nozzle significantly decreases. That is, with a certain increase in the length of the accelerating section of the nozzle, the gas velocity in the nozzle remains significantly higher than the particle velocity, and, therefore, with such an increase in the length of the accelerating section of the nozzle, the powder particles in the nozzle should acquire a higher speed. But in practice, the actual deposition rate decreases unexpectedly.

Объяснение данного явления состоит в следующем.The explanation of this phenomenon is as follows.

Частицы порошка, инжектированные в газовый поток, обязательно имеют компонент скорости, направленный поперек потока. Этот компонент скорости возникает как непосредственно при введении частиц в поток, так и на последующих стадиях эволюции частиц в потоке, за счет столкновения частиц и их рассеяния на неоднородностях потока. Ускорение частиц в сопле осуществляется высокоскоростным потоком газа, который направлен вдоль оси сопла. Поэтому, практически, сразу после ввода частиц порошка в ускоряющий поток газа поперечный компонент скорости частиц становится гораздо меньше, чем продольный (направленный вдоль потока газа). Однако он существует и, как полагают авторы, играет существенную роль. Дело в том, что частицы, скорость которых направлена не строго вдоль оси сопла, могут сталкиваться со стенками сопла и, естественно, терять при этом часть продольной скорости. Кроме того, вблизи стенок сопла всегда существует пограничный слой газа, скорость которого существенно меньше скорости основного газового потока. Частицы, имеющие поперечный компонент скорости, могут попадать в этот пограничный слой и тормозиться в нем.Powder particles injected into the gas stream necessarily have a velocity component directed across the stream. This velocity component arises both directly upon the introduction of particles into the flow, and at subsequent stages of the evolution of particles in the flow, due to the collision of particles and their scattering on the inhomogeneities of the flow. Particle acceleration in the nozzle is carried out by a high-speed gas flow, which is directed along the axis of the nozzle. Therefore, practically immediately after the introduction of the powder particles into the accelerating gas flow, the transverse component of the particle velocity becomes much smaller than the longitudinal one (directed along the gas flow). However, it exists and, as the authors believe, plays a significant role. The fact is that particles whose velocity is not directed strictly along the axis of the nozzle can collide with the walls of the nozzle and, of course, lose part of the longitudinal velocity. In addition, there is always a boundary layer of gas near the nozzle walls, the velocity of which is substantially lower than the velocity of the main gas stream. Particles having a transverse velocity component can fall into this boundary layer and slow down in it.

При одинаковом статистическом разбросе поперечных скоростей частиц вероятность попадания частиц в пристеночную зону в сопле увеличивается при уменьшении поперечного размера сопла и увеличении его длины. Поэтому наблюдаемый эффект оказался связан не только с длиной сопла, но и с поперечным размером ускоряющего участка сопла и степенью его раскрыва (увеличения площади поперечного сечения сопла в направлении движения газового потока).With the same statistical spread of the transverse velocities of the particles, the probability of particles entering the wall zone in the nozzle increases with a decrease in the transverse size of the nozzle and an increase in its length. Therefore, the observed effect turned out to be associated not only with the length of the nozzle, but also with the transverse size of the accelerating section of the nozzle and the degree of its opening (increasing the cross-sectional area of the nozzle in the direction of gas flow).

Таким образом, при увеличением длины ускоряющего участка сопла одновременно происходят два процесса. Во-первых, увеличивается скорость частиц, которые не претерпели столкновения со стенками сопла. Во-вторых, увеличивается число частиц, которые попали в пристеночную область и частично потеряли скорость при столкновении со стенкой сопла или при торможении в пограничном слое газа.Thus, with an increase in the length of the accelerating section of the nozzle, two processes occur simultaneously. Firstly, the speed of particles that do not undergo collisions with the walls of the nozzle increases. Secondly, the number of particles that enter the near-wall region and partially lose their speed when they collide with the nozzle wall or when braking in the gas boundary layer increases.

В результате, по мере увеличения длины сопла, максимальная скорость частиц в сопле растет, но одновременно уменьшается относительная доля этих высокоскоростных частиц в общем потоке частиц. В результате средняя скорость частиц при увеличении длины сопла сначала увеличивается, а затем уменьшается.As a result, as the nozzle length increases, the maximum particle velocity in the nozzle increases, but at the same time, the relative fraction of these high-speed particles in the total particle flow decreases. As a result, the average particle velocity with increasing nozzle length first increases and then decreases.

На практике это проявляется в виде изменения коэффициента напыления порошка. Причем коэффициент напыления слабо изменяется в определенном диапазоне длины ускоряющего участка сопла. В этом диапазоне процессы ускорения частиц газовым потоком и их торможения в пристеночной области сопла приблизительно уравновешивают друг друга. Потому и коэффициент напыления порошка изменяется незначительно.In practice, this is manifested in the form of a change in the powder spraying coefficient. Moreover, the deposition coefficient varies slightly in a certain range of lengths of the accelerating section of the nozzle. In this range, the processes of particle acceleration by gas flow and their deceleration in the near-wall region of the nozzle approximately balance each other. Therefore, the coefficient of powder deposition varies slightly.

Многочисленные эксперименты показали, что этот эффект уравновешивания процессов ускорения и торможения частиц достигается при обеспечении определенного соотношения между основными геометрическими параметрами ускоряющего участка сопла, а именно:Numerous experiments have shown that this effect of balancing the processes of acceleration and deceleration of particles is achieved by providing a certain relationship between the main geometric parameters of the accelerating section of the nozzle, namely:

- 3 011084- 3 011084

0,015 < В * (8οι«/8ίηΐ - 1) / Ь < 0,03, где 8ои1 - площадь поперечного сечения сопла на выходе;0.015 <B * (8οι «/ 8ίηΐ - 1) / b <0.03, where 8o1 is the cross-sectional area of the nozzle at the outlet;

δίπ) - площадь поперечного сечения сопла в месте расположения элементов для ввода порошков;δίπ) is the cross-sectional area of the nozzle at the location of the elements for introducing powders;

Ь - длина участка сопла, предназначенного для ускорения порошков (ускоряющего участка);B is the length of the nozzle section designed to accelerate the powders (accelerating section);

В - минимальный поперечный размер сопла в месте расположения элементов для ввода порошков.In - the minimum transverse size of the nozzle at the location of the elements for introducing powders.

При отклонении параметров сопла от указанного соотношения наблюдалось уменьшение коэффициента напыления порошка. В частности, при фиксированных значениях минимального поперечного размера сопла и площадей его поперечного сечения слишком короткие и слишком длинные сопла давали меньший коэффициент напыления, чем сопла, длина которых укладывалась в вышеуказанный диапазон.When the nozzle parameters deviated from the indicated ratio, a decrease in the powder deposition coefficient was observed. In particular, for fixed values of the minimum transverse size of the nozzle and its cross-sectional areas, too short and too long nozzles gave a lower deposition coefficient than nozzles whose length fit into the above range.

Указанные признаки не выявлены в других технических решениях при изучении уровня данной области техники, и поэтому заявленное решение соответствует критерию изобретения «изобретательский уровень».These features are not identified in other technical solutions when studying the level of this technical field, and therefore, the claimed solution meets the criteria of the invention "inventive step".

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность изобретения поясняется фигурами, где на фиг. 1 приведена схема устройства, а на фиг. 2 схематическое изображение сверхзвукового сопла. Устройство содержит нагреватель сжатого газа 1, сопло 2 с горлом 3, узел ввода порошков в сопло, включающий порошковые питатели 4 и элементы для ввода порошков в сопло 5, соединенные с питателями трубопроводами 6, ускоряющий участок сопла 7, расположенный после элементов для ввода порошков в сопло до выхода сопла, выполненный, например, как сменяемый элемент 8 (фиг. 2), в том числе с цилиндрической секцией 9 (фиг. 2).The invention is illustrated by figures, where in FIG. 1 shows a diagram of the device, and in FIG. 2 is a schematic illustration of a supersonic nozzle. The device comprises a compressed gas heater 1, a nozzle 2 with a throat 3, a node for introducing powders into the nozzle, including powder feeders 4 and elements for introducing powders into the nozzle 5, connected to feeders by pipelines 6, an accelerating section of the nozzle 7 located after the elements for introducing powders into a nozzle before the nozzle exit, made, for example, as a replaceable element 8 (Fig. 2), including with a cylindrical section 9 (Fig. 2).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Сжатый газ поступает в нагреватель 1, где нагревается до необходимой температуры, обеспечивающей отсутствие налипания частиц на стенки сопла. Нагретый сжатый газ подается в сверхзвуковое сопло 2, в котором проходит последовательно сужающийся участок, горло 3, расширяющийся участок сопла и ускоряется до сверхзвуковой скорости. В этот сверхзвуковой поток газа через элементы 5 для ввода порошков в сопло вводятся порошки напыляемого материала. Частицы порошков ускоряются высокоскоростным потоком газа на ускоряющем участке 7 сопла и далее направляются на поверхность основы.Compressed gas enters heater 1, where it is heated to the required temperature, ensuring that particles do not adhere to the nozzle walls. The heated compressed gas is supplied to a supersonic nozzle 2, in which a successively narrowing section passes, a throat 3, an expanding section of the nozzle, and accelerates to a supersonic speed. Powders of the sprayed material are introduced into this supersonic gas flow through the powder input elements 5 into the nozzle. Particles of powders are accelerated by a high-speed gas flow in the accelerating section 7 of the nozzle and then sent to the surface of the substrate.

В зависимости от конкретной задачи сопло может быть выполнено с круглым или прямоугольным поперечным сечением.Depending on the specific task, the nozzle can be made with a round or rectangular cross section.

В случае использования порошков, содержащих твердые (в частности, керамические) частицы, ускоряющий участок сопла полностью или частично может быть выполнен в виде сменяемого элемента 8 (фиг. 2). В этом случае изношенный твердыми частицами участок сопла легко заменяется.In the case of using powders containing solid (in particular, ceramic) particles, the accelerating section of the nozzle, in whole or in part, can be made in the form of a replaceable element 8 (Fig. 2). In this case, the nozzle portion worn out by solid particles is easily replaced.

Для компенсации торможения газового потока о стенки сопла ускоряющий участок сопла полностью или частично может быть выполнен расширяющимся.To compensate for the braking of the gas flow on the nozzle walls, the accelerating section of the nozzle can be fully or partially expanded.

Для упрощения конструкции сопла ускоряющий участок сопла может быть выполнен с одной или более цилиндрическими секциями 9 (фиг. 2).To simplify the design of the nozzle, the accelerating section of the nozzle can be made with one or more cylindrical sections 9 (Fig. 2).

В зависимости от конкретной конструкции сопла один или более элементов для ввода порошков могут быть выполнены в виде отверстий (фиг. 1) в стенке сопла или в виде трубок, проходящих через горло сопла (фиг. 2). При этом два или более элементов для ввода порошков могут быть выполнены обеспечивающими ввод порошка на одинаковом расстоянии от горла сопла (фиг. 1).Depending on the specific design of the nozzle, one or more elements for introducing powders can be made in the form of holes (Fig. 1) in the wall of the nozzle or in the form of tubes passing through the throat of the nozzle (Fig. 2). In this case, two or more elements for introducing powders can be made providing for the introduction of powder at the same distance from the nozzle throat (Fig. 1).

Для обеспечения легкого изменения состава напыляемого порошка непосредственно в процессе работы устройства каждый питатель может быть соединен со своим элементом для ввода порошка в сопло (фиг. 1). Для упрощения конструкции два или более питателей могут быть соединены с одним элементом для ввода порошка в сопло (фиг. 1).To ensure easy changes in the composition of the sprayed powder directly during operation of the device, each feeder can be connected to its element for introducing the powder into the nozzle (Fig. 1). To simplify the design, two or more feeders can be connected to one element for introducing the powder into the nozzle (Fig. 1).

Для удобства практического использования устройства нагреватель сжатого газа может быть выполнен электрическим.For the convenience of practical use of the device, the compressed gas heater can be made electric.

Примеры осуществления изобретенияExamples of carrying out the invention

Ниже в табл. 1 и 2 приведены примеры практического использования изобретения.Below in the table. 1 and 2 are examples of the practical use of the invention.

В табл. 1 приведены данные измерений массы напыленного покрытия при использовании круглых сопел различной длины при постоянных величинах В=3,6 мм, 8ίη)=10 мм2 и 8ои1=18 мм2. Температура нагрева сжатого воздуха составляла 370°С. Во всех случаях использовалось одинаковое количество порошка, содержавшего:In the table. Figure 1 shows the measurement data of the mass of the sprayed coating using round nozzles of various lengths at constant values of B = 3.6 mm, 8ίη) = 10 mm 2 and 8 and 1 = 18 mm 2 . The heating temperature of the compressed air was 370 ° C. In all cases, the same amount of powder was used, containing:

а) частицы алюминия (60 мас.%) и оксида алюминия (40 мас.%),a) particles of aluminum (60 wt.%) and aluminum oxide (40 wt.%),

б) частицы меди (70 мас.%) и оксида алюминия (30 мас.%),b) particles of copper (70 wt.%) and alumina (30 wt.%),

в) частицы цинка (60 мас.%) и оксида алюминия (40 мас.%).c) particles of zinc (60 wt.%) and alumina (40 wt.%).

Таблица 1Table 1

Ь, мм B mm 190 190 170 170 150 150 130 130 110 110 90 90 В * (8ош/81щ -1) / Ь B * (8osh / 81sh -1) / b 0,015 0.015 0,017 0.017 0,019 0.019 0,022 0,022 0,026 0,026 0,03 0,03 а but Масса покрытия, г Coating weight, g 12 12 14 14 15 fifteen 15 fifteen 13 thirteen 11 eleven б b Масса покрытия, г Coating weight, g 16 sixteen 18 eighteen 19 nineteen 19 nineteen 17 17 14 14 в in Масса покрытия, г Coating weight, g 11 eleven 12 12 13 thirteen 13 thirteen 12 12 11 eleven

- 4 011084- 4 011084

В табл. 2 приведены данные измерений массы напыленного покрытия, полученные при использовании прямоугольных сопел различной длины при постоянных величинах В=3 мм, 8иу=15 мм2 и 8ои1=30 мм2. Во всех случаях использовалось одинаковое количество порошка, содержавшего:In the table. 2 shows the measurement data of the mass of the sprayed coating obtained using rectangular nozzles of various lengths at constant values of B = 3 mm, 8iu = 15 mm 2 and 8o1 = 30 mm 2 . In all cases, the same amount of powder was used, containing:

а) частицы алюминия (60 мас.%) иa) aluminum particles (60 wt.%) and

б) оксида алюминия (40 мас.%).b) aluminum oxide (40 wt.%).

Температура нагрева сжатого воздуха составляла:The heating temperature of the compressed air was:

а) 370°С,a) 370 ° C,

б) 450°С,b) 450 ° C

в) 520°С.c) 520 ° C.

Таблица 2table 2

Ь, мм B mm 200 200 180 180 160 160 140 140 120 120 100 one hundred В*(8мй/8иу-1)/Е B * (8my / 8iu-1) / E 0,015 0.015 0,017 0.017 0,019 0.019 0,021 0,021 0,025 0,025 0,03 0,03 а but Масса покрытия, г Coating weight, g 7 7 8 8 10 10 10 10 9 nine 8 8 б b Масса покрытия, г Coating weight, g 12 12 13 thirteen 13 thirteen 13 thirteen 12 12 10 10 в in Масса покрытия, г Coating weight, g 16 sixteen 17 17 18 eighteen 18 eighteen 15 fifteen 12 12

В качестве рабочего газа в обоих случаях использовался сжатый воздух давлением 7 атм.In both cases, compressed air with a pressure of 7 atm was used as the working gas.

Из таблиц видно, что, по мере приближения соотношения размеров к крайним границам, масса покрытия уменьшается, а, следовательно, уменьшается коэффициент напыления.It can be seen from the tables that, as the aspect ratio approaches the extreme boundaries, the coating mass decreases, and, therefore, the deposition coefficient decreases.

Claims (18)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Устройство для газодинамического нанесения покрытий, включающее нагреватель сжатого газа; сверхзвуковое сопло, непосредственно соединенное с нагревателем газа и содержащее горло, расположенное между сужающимся и расширяющимся участками; узел подачи порошков в сопло, в котором элементы для ввода порошков размещены после горла сопла, отличающееся тем, что узел подачи порошков в сопло содержит один или несколько порошковых питателей, соединенных трубопроводами с элементами для ввода одного или нескольких порошков в сопло, а участок сопла, расположенный после элементов для ввода порошков и предназначенный для ускорения порошков, выполнен с параметрами, удовлетворяющими следующему соотношению:1. Device for gas-dynamic coating, including a compressed gas heater; a supersonic nozzle directly connected to a gas heater and containing a throat located between the narrowing and expanding portions; a powder supply unit to the nozzle, in which elements for the introduction of powders are placed after the nozzle throat, characterized in that the node for supplying powders to the nozzle contains one or more powder feeders connected by pipelines with elements for introducing one or more powders to the nozzle, and the nozzle section, located after the elements for the introduction of powders and intended to accelerate powders, is made with parameters that satisfy the following relationship: 0,015 < В · (8ои(/8цу - 1) / Ь < 0,03, где 8он1 - площадь поперечного сечения сопла на выходе;0,015 <В · (8ои (/ 8цу - 1) / Ь <0,03, where 8он1 - the cross-sectional area of the nozzle at the exit; δίη) - площадь поперечного сечения сопла в месте расположения элементов для ввода порошков;δίη) is the cross-sectional area of the nozzle at the location of the elements for the input of powders; Ь - длина участка сопла, предназначенного для ускорения порошков;B is the length of the nozzle section intended for acceleration of the powders; В - минимальный поперечный размер сопла в месте расположения элементов для ввода порошков.In - the minimum transverse size of the nozzle at the location of the elements for the input powders. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сверхзвуковое сопло имеет круглое поперечное сечение.2. The device according to claim 1, characterized in that the supersonic nozzle has a circular cross-section. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сверхзвуковое сопло имеет прямоугольное поперечное сечение.3. The device according to claim 1, characterized in that the supersonic nozzle has a rectangular cross section. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что участок сопла, расположенный после элементов для ввода порошков и предназначенный для ускорения порошков, выполнен в виде сменяемого элемента.4. The device according to claim 1, characterized in that the area of the nozzle, located after the elements for the input of powders and intended to accelerate the powders, is made in the form of a replaceable element. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что участок сопла, расположенный после элементов для ввода порошков и предназначенный для ускорения порошков, выполнен расширяющимся.5. The device according to claim 1, characterized in that the area of the nozzle, located after the elements for the input of powders and intended to accelerate the powders, is made expanding. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что участок сопла, расположенный после элементов для ввода порошков и предназначенный для ускорения порошков, имеет одну или более цилиндрических секций.6. The device according to claim 1, characterized in that the area of the nozzle, located after the elements for the introduction of powders and intended to accelerate powders, has one or more cylindrical sections. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что один или более элементов для ввода порошков выполнены в виде отверстий в стенке сопла.7. The device according to claim 1, characterized in that one or more elements for the introduction of powders made in the form of holes in the wall of the nozzle. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что один или более элементов для ввода порошков выполнены в виде проходящих через горло сопла трубок, выходные отверстия которых размещены после горла.8. The device according to claim 1, characterized in that one or more elements for the input of powders are made in the form of tubes passing through the throat of the nozzle, the outlet openings of which are placed after the throat. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что два или более элементов для ввода порошков выполнены с возможностью ввода порошка на одинаковом расстоянии от горла сопла.9. The device according to claim 1, characterized in that two or more elements for the introduction of powders made with the possibility of entering the powder at the same distance from the throat of the nozzle. 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый питатель соединен со своим элементом для ввода порошка в сопло.10. The device according to claim 1, characterized in that each feeder is connected with its element to enter the powder into the nozzle. 11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что два или более питателей соединены с одним элементом для ввода порошка в сопло.11. The device according to claim 1, characterized in that two or more feeders are connected to one element to introduce the powder into the nozzle. 12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагреватель газа выполнен электрическим.12. The device according to claim 1, characterized in that the gas heater is made of electric. 13. Способ газодинамического нанесения покрытий, включающий нагрев сжатого газа, подачу его в сверхзвуковое сопло, содержащее горло, расположенное между сужающимся и расширяющимся участками, формирование в сопле сверхзвукового газового потока, ввод в сверхзвуковой газовый поток после горла сопла порошка, ускорение его газовым потоком в сопле, направление этого ускоренного порошка на поверхность основы и формирование покрытия, отличающийся тем, что в сверхзвуковой газовый по13. The method of gas-dynamic coating, including heating the compressed gas, feeding it into a supersonic nozzle containing a throat located between the narrowing and expanding sections, forming a supersonic gas flow in the nozzle, entering into the supersonic gas flow after the throat of the nozzle powder, accelerating its gas flow into nozzle, the direction of this accelerated powder on the surface of the base and the formation of the coating, characterized in that in supersonic gas - 5 011084 ток после горла вводят порошок, содержащий частицы одного или нескольких веществ, одно из которых металл и/или сплав, при этом газовый поток после горла сопла формируют удовлетворяющим следующему соотношению:- 5 011084 current after the throat is injected powder containing particles of one or more substances, one of which is metal and / or alloy, and the gas flow after the throat of the nozzle is formed to satisfy the following relationship: 0,015 < В · (8ои1/8иу -1) IЬ < 0,03, где 8ои1 - площадь поперечного сечения газового потока на выходе из сопла;0,015 <В · (8ои1 / 8иу -1) ИЬ <0,03, where 8ои1 - the cross-sectional area of the gas stream at the nozzle exit; δίηί - площадь поперечного сечения газового потока в месте ввода порошков;δίηί - the cross-sectional area of the gas stream at the point of entry of powders; Ь - протяженность газового потока в сопле от места ввода порошков до выхода из сопла;L is the length of the gas flow in the nozzle from the point of entry of powders to the exit from the nozzle; В - минимальный поперечный размер газового потока в месте ввода порошков.B is the minimum transverse dimension of the gas flow at the point of entry of the powders. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что в качестве порошка используют механическую смесь керамического и металлического порошков.14. The method according to p. 13, characterized in that the quality of the powder used mechanical mixture of ceramic and metal powders. 15. Способ по п.13, отличающийся тем, что в сверхзвуковой поток одновременно вводят несколько порошков, содержащих частицы разной твердости.15. The method according to p. 13, characterized in that several powders containing particles of different hardness are simultaneously introduced into the supersonic flow. 16. Способ по п.13, отличающийся тем, что в качестве одного из порошков используют порошок керамики.16. The method according to p. 13, characterized in that as one of the powders use ceramic powder. 17. Способ по п.14, отличающийся тем, что в качестве металлического порошка используют металлические порошки, имеющие размер частиц 1-100 мкм.17. The method according to p. 14, characterized in that metal powders having a particle size of 1-100 microns are used as the metal powder. 18. Способ по п.16, отличающийся тем, что в качестве керамического порошка используют порошки, имеющие размер частиц 1-100 мкм.18. The method according to p. 16, characterized in that powders having a particle size of 1-100 microns are used as the ceramic powder.
EA200702536A 2005-05-20 2006-03-15 Apparatus for gas-dynamic applying coating and method of coating EA011084B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005115327/02A RU2288970C1 (en) 2005-05-20 2005-05-20 Device for the gas-dynamic deposition of the coatings and the method for the gas-dynamic deposition of the coatings
PCT/RU2006/000116 WO2006123965A1 (en) 2005-05-20 2006-03-15 Apparatus for gas-dynamic applying coatings an method of coating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200702536A1 EA200702536A1 (en) 2008-04-28
EA011084B1 true EA011084B1 (en) 2008-12-30

Family

ID=37431485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200702536A EA011084B1 (en) 2005-05-20 2006-03-15 Apparatus for gas-dynamic applying coating and method of coating

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1888803B1 (en)
JP (1) JP5184347B2 (en)
CN (1) CN100572584C (en)
EA (1) EA011084B1 (en)
RU (1) RU2288970C1 (en)
WO (1) WO2006123965A1 (en)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060275554A1 (en) * 2004-08-23 2006-12-07 Zhibo Zhao High performance kinetic spray nozzle
RU2353705C2 (en) * 2006-11-27 2009-04-27 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (ИТПМ СО РАН) Method ofgas-dynamic sputtering of powder materials and facility for its realisation
BE1017673A3 (en) * 2007-07-05 2009-03-03 Fib Services Internat METHOD AND DEVICE FOR PROJECTING PULVERULENT MATERIAL INTO A CARRIER GAS.
US9168546B2 (en) 2008-12-12 2015-10-27 National Research Council Of Canada Cold gas dynamic spray apparatus, system and method
RU2399694C1 (en) 2008-12-29 2010-09-20 Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН (ИТПМ СО РАН) Procedure for surface gas-dynamic processing with powder material and facility for its implementation
US10119195B2 (en) 2009-12-04 2018-11-06 The Regents Of The University Of Michigan Multichannel cold spray apparatus
CA2782698C (en) * 2009-12-04 2018-02-13 The Regents Of The University Of Michigan Coaxial laser assisted cold spray nozzle
JP2011240314A (en) * 2010-05-21 2011-12-01 Kobe Steel Ltd Cold spray apparatus
MD522Z (en) * 2011-12-14 2013-01-31 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Method for application of identification tag on solid material objects
CN102748332B (en) * 2012-06-28 2015-05-06 北京工业大学 Pressure reducing device with temperature recovery function
CN102744173B (en) * 2012-07-05 2015-05-27 西安交通大学 Solid particle pre-whirl mixing pneumatic acceleration device and method
KR101346238B1 (en) 2012-10-19 2014-01-03 국방과학연구소 Method for manufacturing graded porous multiple layered reactive shaped charge liner by using kinetic spray coating, and graded porous multiple layered reactive shaped charge liner manufactured by the same
RU2532653C2 (en) * 2012-10-29 2014-11-10 Открытое акционерное общество "558 Авиационный ремонтный завод" (ОАО "558 АРЗ") Method for manufacturing of antifriction recovery coating at steel product (versions)
SK500432013A3 (en) * 2013-09-18 2015-04-01 Ga Drilling, A. S. Lining of borehole by depositing layers of material with help of kinetic sputtering and a device for carrying out thereof
RU2572953C1 (en) * 2014-06-20 2016-01-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Aluminium element of current distributor and method for its production
CN106525627B (en) * 2016-10-10 2020-04-07 南京航空航天大学 Supersonic sand-blasting gun
KR102518391B1 (en) * 2017-02-03 2023-04-05 르노 에스.아.에스. Sliding member and internal combustion engine sliding member
EP3585924A1 (en) * 2017-02-27 2020-01-01 Arconic Inc. Multi-component alloy products and the methods of making thereof
CN115210405A (en) * 2020-03-05 2022-10-18 拓自达电线株式会社 Spray nozzle, nozzle tip, and spray device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0189709A1 (en) * 1985-01-04 1986-08-06 Saint Gobain Vitrage International Pneumatic powder injector
EP0261973A1 (en) * 1986-09-25 1988-03-30 Canon Kabushiki Kaisha Device and process for treating fine particles
RU4700U1 (en) * 1995-11-29 1997-08-16 Войсковая часть 34416 DEVICE FOR GAS-DYNAMIC COATING SPRAY
RU2181788C1 (en) * 2000-08-08 2002-04-27 Дикун Юрий Вениаминович Method of producing composite materials and coats made from powders and device for realization of this method
CA2270260C (en) * 1996-11-13 2004-01-06 O.O.O. Obninsky Tsentr Poroshkovogo Napylenia Apparatus for gas-dynamic coating

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6139913A (en) * 1999-06-29 2000-10-31 National Center For Manufacturing Sciences Kinetic spray coating method and apparatus
JP4628578B2 (en) * 2001-04-12 2011-02-09 トーカロ株式会社 Low temperature sprayed coating coated member and method for producing the same
DE10126100A1 (en) * 2001-05-29 2002-12-05 Linde Ag Production of a coating or a molded part comprises injecting powdered particles in a gas stream only in the divergent section of a Laval nozzle, and applying the particles at a specified speed
CN1161188C (en) * 2001-09-05 2004-08-11 中国科学院金属研究所 Cold air driven spray painter
JP3612568B2 (en) * 2001-10-09 2005-01-19 独立行政法人物質・材料研究機構 Metal film forming method and spraying apparatus by HVOF spray gun
DE10222660A1 (en) * 2002-05-22 2003-12-04 Linde Ag Flame spraying assembly is a Laval jet, with the tube for the spray particles axial and centrally within the outer jet body, outside the hot combustion chamber
US6872427B2 (en) 2003-02-07 2005-03-29 Delphi Technologies, Inc. Method for producing electrical contacts using selective melting and a low pressure kinetic spray process
DE10319481A1 (en) * 2003-04-30 2004-11-18 Linde Ag Laval nozzle use for cold gas spraying, includes convergent section and divergent section such that portion of divergent section of nozzle has bell-shaped contour
RU2247174C2 (en) * 2003-04-30 2005-02-27 Институт теоретической и прикладной механики СО РАН Apparatus for gasodynamic deposition of powder materials

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0189709A1 (en) * 1985-01-04 1986-08-06 Saint Gobain Vitrage International Pneumatic powder injector
EP0261973A1 (en) * 1986-09-25 1988-03-30 Canon Kabushiki Kaisha Device and process for treating fine particles
RU4700U1 (en) * 1995-11-29 1997-08-16 Войсковая часть 34416 DEVICE FOR GAS-DYNAMIC COATING SPRAY
CA2270260C (en) * 1996-11-13 2004-01-06 O.O.O. Obninsky Tsentr Poroshkovogo Napylenia Apparatus for gas-dynamic coating
RU2181788C1 (en) * 2000-08-08 2002-04-27 Дикун Юрий Вениаминович Method of producing composite materials and coats made from powders and device for realization of this method

Also Published As

Publication number Publication date
CN100572584C (en) 2009-12-23
EP1888803A1 (en) 2008-02-20
RU2288970C1 (en) 2006-12-10
WO2006123965A1 (en) 2006-11-23
EP1888803B1 (en) 2014-12-17
EA200702536A1 (en) 2008-04-28
EP1888803A4 (en) 2011-03-09
JP5184347B2 (en) 2013-04-17
JP2008540115A (en) 2008-11-20
CN101208447A (en) 2008-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA011084B1 (en) Apparatus for gas-dynamic applying coating and method of coating
US7637441B2 (en) Cold gas spray gun
US6811812B2 (en) Low pressure powder injection method and system for a kinetic spray process
EP1579921A2 (en) Improved kinetic spray nozzle system design
EP1629899A1 (en) Replaceable throat insert for a kinetic spray nozzle
Shkodkin et al. Metal particle deposition stimulation by surface abrasive treatment in gas dynamic spraying
US20030190415A1 (en) Method of producing a coating using a kinetic spray process with large particles and nozzles for the same
WO2005072249A2 (en) A modified high efficiency kinetic spray nozzle
US20100143700A1 (en) Cold spray impact deposition system and coating process
EP1775026B1 (en) Improved non-clogging powder injector for a kinetic spray nozzle system
EP1200200A2 (en) Kinetic spray coating method and apparatus
EP2110178A1 (en) Cold gas-dynamic spray nozzle
EP1508379B1 (en) Gas collimator for a kinetic powder spray nozzle
JP4959685B2 (en) Material deposition method and apparatus
WO2007091102A1 (en) Kinetic spraying apparatus and method
US7244466B2 (en) Kinetic spray nozzle design for small spot coatings and narrow width structures
CA2792211C (en) Nozzle for a thermal spray gun and method of thermal spraying
RU2038411C1 (en) Method for application of coatings
RU2237746C1 (en) Method and apparatus for gas-dynamic deposition of coating
Shkodkin et al. The basic principles of DYMET technology
DE10119288B4 (en) Method and device for gas-dynamic coating of surfaces by means of sound nozzles
RU2099442C1 (en) Method of gas-dynamic application of powder material coating
RU2195515C2 (en) Method for applying coats of powder materials
RU1790456C (en) Method for application of coatings

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM RU

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY