RU1787171C

RU1787171C - Способ газопламенного напылени порошковых материалов

Info

Publication number: RU1787171C
Application number: SU914899998A
Authority: RU
Inventors: Вильдан Абулберович Чагаев; Марат Артемович Белоцерковский; Юрий Владимирович Полупан; Валерий Танхумович Сахнович; Игорь Леонидович Пунтус
Original assignee: Институт Проблем Надежности И Долговечности Машин Ан@ Бсср
Priority date: 1991-01-08
Filing date: 1991-01-08
Publication date: 1993-01-07

Abstract

Использование: дл получени покрытий из тугоплавких и неэлектропроводных материалов. Сущность изобретени : способ включает смешение рабочих газов, их горение с образованием высокотемпературного факела, нагрев и ускорение транспортируемых в факел частиц порошка и дополнительный их нагрев и ускорение в пламени соосно расположенного с первым вторичного факела . При этом транспортирование порошка осуществл ют между первичным факелом и вторичным, причем смесь горючих газов, образующих вторичный факел, подают по оси первичного факела, а скорость истечени газовой смеси вторичного факела определ ют из выражени : 8 V rr2G+ 10 -)Vr, М.-Ti где Vr - скорость горени смеси, с/м; Ti, Т2 - максимальна температура горени смеси первичного и вторичного факела, соответственно , град.К; do - средний размер частиц напыл емого порошка, м; G, М - коэффициенты , завис щие от состава вторичной смеси. 2 табл. со с

Description

Изобретение относитс к технологии машиностроени , в частности к способам нанесени покрытий газопламенным напылением порошковых материалов, в частности тугоплавких и неэлектропроводных, и может быть использовано дл восстановлени или упрочнени быстроизнашивающихс деталей машин, например рабочих органов почвообрабатывающих агрегатов.

Известен способ газопламенного напылени порошковых материалов 1, заключающийс в смешении рабочих газов в газосмесительном устройстве термораспылител , их горении с образованием высоко- темперагурного факела, нагреве и ускорении транспортируемых в факел по его оси частиц порошка и дополнительном их ускорении вторичным газовым потоком, концентрично охватывающим на определенном рассто нии от термораспылител первичный поток.

Недостатком известного способа вл ютс низкие значени физико-механических свойств покрытий из порошков относительно тугоплавких материалов или материалов с низкой теплопроводностью (пористость 30...50%, прочность сцеплени 6...10 МПа), поскольку, увеличива скорость частиц до 50...70 м/с, вторичный поток их охлаждает и уменьшает врем пребывани в активной зоне пламени.

Известен способ газопламенного напылени порошковых покрытий, выбранный в качестве прототипа, включающий смешение рабочих газов в газосмееительном устройстве термораспылител , их горение с образованием высокотемпературного факела , нагрев и ускорение транспортируемых в

VJ

00

VJ

Сл)

факел по его оси частиц порошка и дополнительный их нагрев и ускорение в пламени вторичного газового потока, концентрично охватывающего на определенном рассто нии первичный поток 2. При этом происходит недостаточный нагрев частиц порошков тугоплавких металлов и материалов с низкой теплопроводностью во вторич- Ht)ui пламени, что обуславливает высокую п ористЪсть покрытий (более 30%) и низкую прбчн ость сцеплени с основой(менее 12 МПа). Поскольку максимальна плотность теплового потока вторичного факела в зоне его формировани образуетс на периферии фронтального сечени потока, а не в его центре, где в основном лет т частицы порошка, последние не прогреваютс до температур, позвол ющих получить качественные покрыти .

Цель изобретени - повышение качества покрытий.

Цель достигаетс тем, что в известном способе газопламенного напылени порошковых покрытий, включающем смешение рабочих газов в газосмесительном устройстве термораспылител , их горени с образованием высокотемпературного факела, нагрев и ускорение транспортируемых в факел частиц порошка, дополнительный их нагрев и ускорение в пламени соосно расположенного с первичным вторичного факела, транспортирование порошка осуществл ют между первичным факелом и вторичным, при этом смесь рабочих газов, образующую вторичный факел, подают из термораспылител по оси первичного факела , а скорость истечени газовой смеси вторичного факела определ ют из выражени

V(T2G+

10

8

-) W,

О)

М -Ti

где Vr - скорость горени смеси, м/с; П, Т2 - максимальна температура горени смеси первичного и вторичного факелов соответственно, град.К; d0 - средний размер частиц напыл емого порошка, м: G, М - коэффициенты, завис щие от состава вторичной смеси (дл смеси СзН +С4Ню+02:М 2,08 град/м; G 30,94 х хЮ 1/град.; дл смеси С2Н2+02:М 1,56 град/м; G 32,06х10 5 1 /град.)

Нагрева сь и ускор сь в первичном факеле, частицы порошка попадают непосредственно в самую активную зону вторич

ного факела, имеющую максимальную плотность теплового потока, причем в предлагаемом варианте активна зона вторичного факела расположена внутри порошкового

5 потока, что обуславливает максимальный прогрев частиц.

В табл.1 приведены физико-механические свойства покрытий, напыл емых предлагаемым способом.

Ю Данные, приведенные втабл.1, показывают , что в результате использовани предлагаемого способа удалось нанести покрыти с физико-механическими свойствами , удовлетвор ющими требовани м.

15 Кроме того, данный способ позволил напылить порошками окислов покрыти , близкие по характеристикам к покрыти м, полученным плазменным напылением,

Пример. Способ использовали при

20 упрочнении рабочей кромки дисковых сошников почвообрабатывающих агрегатов.

Напыление покрытий осуществл ли на модернизированной установке УПТР-1-85, термораспылитель которой позвол л пропу25 екать через центральный канал соплового наконечника газовую смесь дл формировани вторичного факела. Материал покрыти - карбид хрома, плакированный никелем (толщина оболочки 5...10 мкм), раз30 мер частиц 40.,.50 мкм. Факел первичного пламени образовывалс в результате сгорани пропан-бутан - кислородной смеси, режимы соответствуют паспортным данным установки. Факел вторичного пламени фор35 мировали с использованием также пропан- бутан - кислородной смеси. Использу выражение (1), определили, что скорость истечени должна превышать скорость горени в 1,73 раза, при этом воспламенение

40 вторичного факела происходит на рассто нии 116-119 мм от сопла термораспылител . Эти же рабочие газы и порошок использовали дл напылени по технологии , предложенной в прототипе. В табл.2

45 приведены свойства покрытий, полученных по предлагаемому способу и по прототипу .

Таким образом, напыление покрытий из порошков тугоплавких металлов, окислов,

50 ситаллов, стеклоэмалей по предлагаемому способу позвол ет получить слои с достаточно высокими механическими свойствами .

Claims

Формула изобретени

Способ газопламенного напылени порошковых материалов, преимущественно тугоплавких неэлектропроводных покрытий, включающий смешение рабочих газов, их горение с образованием высокотемпературного факела, нагрев и ускорение транспортируемых в факел частиц порошка и дополнительный их нагрев и ускорение в пламени соосно расположенного с первым вторичного факела, отличающийс тем, что, с целью повышени качества покрытий, транспортирование порошка осуществл ют между первичным факелом и вторичным,

при этом смесь горючих газов вторичного факела подают по оси первичного факела, а скорость истечени газовой смеси вторичного факела определ ют из выражени

V(T2G+

do 10

s

-)Vr,

0

5

М -Ti где Vr-скорость горени , 1 м/с;

TI, Та - максимальна температура горени смеси первичного и вторичного факелов соответственно, град.К.;

d0 - средний размер частиц напыл емого порошка, м;

G, М - коэффициенты, завис щие от состава вторичной смеси,

Таблица 1

Таблица 2