RU2393267C1 - Procedure for gas-thermal application of coating on internal surface of item aperture - Google Patents
Procedure for gas-thermal application of coating on internal surface of item aperture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393267C1 RU2393267C1 RU2008147638/02A RU2008147638A RU2393267C1 RU 2393267 C1 RU2393267 C1 RU 2393267C1 RU 2008147638/02 A RU2008147638/02 A RU 2008147638/02A RU 2008147638 A RU2008147638 A RU 2008147638A RU 2393267 C1 RU2393267 C1 RU 2393267C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cone
- coating
- burner
- nozzle
- gas
- Prior art date
Links
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть применено для упрочнения внутренних поверхностей в полостях, имеющих форму тел вращения, например, стенок цилиндров двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to mechanical engineering and can be used to harden internal surfaces in cavities in the form of bodies of revolution, for example, cylinder walls of internal combustion engines.
Известен способ термического напыления покрытий на внутренние поверхности отверстий в деталях (патент США №5439714, от 13.07.1993 г., МКИ 6 B05D 1/08), который принят за прототип. По прототипу перед распыляющей пушкой вставляют элемент, отклоняющий распыляемый материал за счет наклонных плоскостей. Распыляющую пушку и упомянутый элемент размещают так, чтобы между ними постоянно сохранялось заданное расстояние и чтобы направление струи распыленного материала изменялось так, чтобы она попадала на внутреннюю поверхность отверстия. Способ по прототипу обеспечивает возможность нанесения покрытий на внутреннюю поверхность отверстия даже при относительно малом его диаметре. Однако при нанесении покрытий по прототипу частицы напыляемого материала, ударяясь о наклонную плоскость и отражаясь от нее, тормозятся, теряя часть своей кинетической энергии. Кроме того, при этом не обеспечивается сепарация энергетически слабых частиц напыляемого материала, которые, достигая обрабатываемой поверхности, слабо сцепляются с ней и могут образовывать рыхлоты в покрытии. В процессе нанесения покрытия частицы напыляемого материала на отдельных участках наклонной поверхности могут сцепляться с ней, что ухудшит ее отражательную способность и вызовет неравномерность покрытия на обрабатываемой поверхности. Все это ухудшает качество покрытия, понижая его прочность и износостойкость.A known method of thermal spraying of coatings on the inner surface of the holes in the details (US patent No. 5439714, from 13.07.1993, MKI 6 B05D 1/08), which is adopted as a prototype. According to the prototype, an element deflecting the sprayed material due to inclined planes is inserted in front of the spray gun. The spray gun and the aforementioned element are placed so that a predetermined distance is constantly maintained between them and that the direction of the spray of sprayed material changes so that it falls on the inner surface of the hole. The prototype method provides the possibility of coating the inner surface of the hole even with a relatively small diameter. However, when applying the prototype coatings, particles of the sprayed material, hitting an inclined plane and reflecting from it, are inhibited, losing part of their kinetic energy. In addition, this does not ensure the separation of energetically weak particles of the sprayed material, which, reaching the surface to be treated, weakly adhere to it and can form friable in the coating. In the process of coating, particles of the sprayed material in certain areas of the inclined surface can adhere to it, which will worsen its reflectivity and cause uneven coating on the treated surface. All this affects the quality of the coating, reducing its strength and wear resistance.
Известен также способ газотермического нанесения покрытий на внутренние поверхности отверстий, защищенный патентом РФ №2245938, от 20.10. 2003 г., МКИ7 С23С 4/12, B05D 1/08, 7/22, который принят за прототип. По прототипу внутри отверстия соосно с ним располагают конус с углом при вершине 60…70° из термостойкого материала. Устанавливают зазор между поверхностью отверстия и кромкой основания конуса. На поверхность конуса подают из горелки струю частиц напыляемого материала и концентрично ей подают под давлением дополнительную струю газа. В процессе нанесения покрытия конус вращают и вместе с горелкой перемещают вдоль обрабатываемой поверхности. Обрабатываемую деталь при этом могут вращать относительно конуса, который одновременно вращают в противоположную сторону. Для очистки поверхности перед началом процесса нанесения покрытия вместо горелки над конусом устанавливают сопло пескоструйного или дробеструйного аппарата. Конус вращают и совместно с соплом перемещают вдоль обрабатываемой поверхности. Энергетически слабые частицы наносимого покрытия выдувают через зазор между стенками отверстия и кромкой основания конуса струей газа. Применение способа по прототипу повышает качество наносимого покрытия. Однако способ по прототипу требует для подготовки поверхности замены горелки над вершиной конуса на пескоструйное или дробеструйное сопло и по окончании операции очистки обратной замены сопла на горелку. Это требует затрат времени, что снижает производительность обработки. Кроме того, способ по прототипу не обеспечивает возможности послойного уплотнения наносимого покрытия, что уменьшает прочность покрытия.There is also known a method of thermal spray coating on the inner surface of the holes, protected by RF patent No. 2245938, from 20.10. 2003, MKI 7 C23C 4/12, B05D 1/08, 7/22, which is adopted as a prototype. According to the prototype, a cone with an angle at the apex of 60 ... 70 ° from a heat-resistant material is placed coaxially with the inside of the hole. Set the gap between the surface of the hole and the edge of the base of the cone. A stream of particles of sprayed material is supplied from the burner to the surface of the cone and an additional stream of gas is supplied concentrically to it under pressure. During the coating process, the cone is rotated and, together with the burner, is moved along the surface to be treated. The workpiece can be rotated relative to the cone, which is simultaneously rotated in the opposite direction. To clean the surface before starting the coating process, instead of a burner, a nozzle of a sandblasting or shot blasting apparatus is installed above the cone. The cone is rotated and together with the nozzle is moved along the work surface. Energetically weak particles of the applied coating are blown through the gap between the walls of the hole and the edge of the base of the cone with a gas stream. The application of the prototype method improves the quality of the applied coating. However, the prototype method requires to prepare the surface for replacing the burner above the top of the cone with a sandblasting or shot blasting nozzle and at the end of the cleaning operation to reverse replace the nozzle with the burner. This is time consuming, which reduces processing productivity. In addition, the prototype method does not provide the possibility of layer-by-layer compaction of the applied coating, which reduces the strength of the coating.
Технический результат предлагаемого способа - снижение трудоемкости процесса и повышение качества наносимого покрытия.The technical result of the proposed method is to reduce the complexity of the process and improve the quality of the applied coating.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что внутри обрабатываемого отверстия размещают конус с зазором между внутренней поверхностью отверстия и основанием конуса. Горелку устанавливают эксцентрично относительно оси конуса со стороны его вершины. Параллельно оси горелки, по другую сторону от конуса со стороны его вершины, размещают сопло пневматического устройства. Производят абразивную обработку поверхности отверстия путем подачи абразивного порошка с помощью струи газа через пневматическое устройство. Затем наносят покрытие посредством горелки путем воздействия направленной на конус струи нагретых частиц напыляемого материала с концентрично расположенной к ней струей газа. Одновременно в сопло пневматического устройства подают металлическую дробь. В процессе абразивной обработки поверхности и нанесения покрытия конус перемещают вдоль обрабатываемой поверхности совместно с горелкой и соплом пневматического устройства. Обрабатывемое изделие и конус вращают в противоположные стороны.The essence of the proposed method lies in the fact that a cone is placed inside the hole to be machined with a gap between the inner surface of the hole and the base of the cone. The burner is mounted eccentrically relative to the axis of the cone from the side of its top. Parallel to the axis of the burner, on the other side of the cone from the side of its top, place the nozzle of the pneumatic device. An abrasive surface of the hole is produced by feeding the abrasive powder with a gas jet through a pneumatic device. Then, a coating is applied by means of a burner by applying a stream of heated particles of sprayed material directed to the cone with a stream of gas concentrically located to it. At the same time, metal shot is fed into the nozzle of the pneumatic device. In the process of abrasive surface treatment and coating, the cone is moved along the surface to be treated together with the burner and nozzle of the pneumatic device. The workpiece and the cone rotate in opposite directions.
Такая совокупность признаков предлагаемого способа обеспечивает уменьшение трудоемкости процесса нанесения покрытий, поскольку отпадает необходимость замены горелки над конусом на сопло и обратной замены. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает в процессе нанесения покрытия возможность его непрерывной послойной дробеструйной обработки, что исключает образование рыхлот в покрытии и повышает как прочность самого покрытия, так и прочность его сцепления с обрабатываемой поверхностью.This set of features of the proposed method reduces the complexity of the coating process, since there is no need to replace the burner above the cone with a nozzle and reverse replacement. In addition, the proposed method provides during the coating process the possibility of continuous layer-by-layer bead-blasting, which eliminates the formation of looseness in the coating and increases both the strength of the coating itself and its adhesion to the treated surface.
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором показана схема процесса нанесения покрытия по предлагаемому способу.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the coating process of the proposed method.
Предлагаемый способ нанесения покрытия осуществляется следующим образом.The proposed coating method is as follows.
В обрабатываемое отверстие 1 изделия 2 вводят конус 3 с углом при вершине α и устанавливают его так, чтобы оси конуса 3 и отверстия 1 в изделии 2 совпадали, а между поверхностью отверстия 1 и кромкой основания конуса 3 имелся зазор S. Над конусом 3 со стороны его вершины эксцентрично относительно оси конуса 3 устанавливают горелку 5. По другую сторону конуса 3 параллельно оси горелки 5 и струи 8 частиц напыляемого материала располагают сопло 4 пневматического устройства для обработки поверхности. В начале процесса производят абразивную обработку поверхности отверстия 1. Для этого через сопло 4 с помощью струи газа подают абразивный порошок, образующий поток 6. В процессе обработки поверхности потоком 6 абразивного порошка конус 3 вращают со скоростью ω, а обрабатываемое изделие 2 вращают в противоположную сторону со скоростью ω1. Конус 3 совместно с соплом 4 устройства для обработки поверхности и с горелкой 5 устройства для нанесения покрытий перемещают вдоль обрабатываемой поверхности отверстия 1 со скоростью V. Частицы абразивного порошка в потоке 6, ударяясь о поверхность конуса 3, отражаются от нее, создают поток 7 отраженных от конуса 3 частиц, которые, завихряясь и ударяясь о поверхность отверстия 1, очищают эту поверхность от оксидов, загрязнений и адсорбированных слоев жидкостей и газов. Не останавливая процесса, немедленно после окончания операции обработки поверхности вместо абразивного порошка в сопло 4 подают металлическую дробь и одновременно из горелки 5 подают на поверхность конуса 3 струю 8 частиц напыляемого материала. Концентрично струе 8 в то же время подают струю газа 11. Нагретые в горелке 5 частицы напыляемого материала, так же отражаясь от поверхности конуса 3, завихряясь и ударяясь в очищенную поверхность отверстия 1, создают на ней слои покрытия 10. В процессе образования слои покрытия 10 подвергаются воздействию струи 7 дроби, подаваемой из сопла 4 струей 6. В процессе нанесения покрытия 10, с одновременной дробеструйной обработкой его слоев, продолжают вращать конус 3 и перемещать его совместно с соплом 4 пневматического устройства для обработки поверхности и с горелкой 5 устройства для нанесения покрытий вдоль обрабатываемой поверхности отверстия 1.A cone 3 with an angle at the apex α is introduced into the hole to be processed 1 of the product 2 and set so that the axis of the cone 3 and the holes 1 in the product 2 coincide, and there is a gap S between the surface of the hole 1 and the edge of the base of the cone 3. Above the cone 3 its tops eccentrically relative to the axis of the cone 3 set the burner 5. On the other side of the cone 3 parallel to the axis of the burner 5 and the jet 8 of particles of the sprayed material have a nozzle 4 of a pneumatic surface treatment device. At the beginning of the process, the surface of the hole 1 is abrasively machined. To do this, the abrasive powder forming stream 6 is fed through the nozzle 4 by means of a gas jet. During surface treatment with the abrasive powder stream 6, the cone 3 is rotated at a speed ω, and the workpiece 2 is rotated in the opposite direction with a speed of ω 1 . The cone 3 together with the nozzle 4 of the surface treatment device and with the burner 5 of the coating device move along the surface of the hole 1 with a velocity V. The particles of abrasive powder in stream 6, hitting the surface of cone 3, are reflected from it, create a stream 7 reflected from cone 3 particles, which, swirling and hitting the surface of the hole 1, clean this surface from oxides, contaminants and adsorbed layers of liquids and gases. Without stopping the process, immediately after the surface treatment operation is completed, instead of abrasive powder, metal shot is fed into the nozzle 4 and at the same time a stream of 8 particles of sprayed material is fed from the burner 5 to the surface of the cone 3. At the same time, a stream of gas 11 is supplied concentrically to the jet 8. At the same time, particles of the sprayed material heated in the burner 5 are also reflected from the surface of the cone 3, swirling and striking the cleaned surface of the hole 1, create coating layers 10 on it. During the formation, coating layers 10 exposed to the jet 7 of the fraction supplied from the nozzle 4 by the jet 6. In the coating process 10, with simultaneous bead-blasting of its layers, continue to rotate the cone 3 and move it together with the nozzle 4 of the pneumatic device for surface treatment spits and with a burner 5 of the device for coating along the machined surface of the hole 1.
Такая совокупность признаков предлагаемого устройства обеспечивает достижение технического эффекта, заключающегося в снижении трудоемкости процесса нанесения покрытия и повышении его качества. Этот эффект достигается тем, что перед нанесением покрытия производится пескоструйная обработка поверхности, после которой без перерыва начинается процесс нанесения покрытия. Это снижает трудоемкость процесса, поскольку отпадает необходимость замены сопла 4 для пескоструйной обработки на горелку 5 для газотермического нанесения покрытий и улучшается сцепление наносимого покрытия с поверхностью отверстия 1, так как ликвидируется перерыв между процессами подготовки поверхности и нанесением на нее покрытия 10. Известно, что мономолекулярный слой газа, например, возникает на очищенной поверхности за 2,4·10-9 с (Сварка и резка материалов: учеб. пособие / [М.Д.Банов, Ю.В.Казаков, М.Г Козулин и др.]; под ред. Ю В.Казакова. - 7-е изд. - М.: ИЦ «Академия», 2008. С.5). Наличие адсорбированного слоя газа и жидкости существенно ухудшает сцепление частиц покрытия с поверхностью. Уменьшение времени пребывания очищенной поверхности в контакте с воздухом повысит качество наносимого покрытия 10. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает возможность непрерывной дробеструйной обработки слоев покрытия 10 в процессе их образования. В результате наносимое покрытие 10 в процессе нанесения уплотняется, ликвидируются микрорыхлоты, плотность и прочность покрытия увеличивается, что также повышает качество покрытия.This set of features of the proposed device provides a technical effect, which consists in reducing the complexity of the coating process and improving its quality. This effect is achieved by the fact that before applying the coating, a sandblasting of the surface is performed, after which the coating process begins without interruption. This reduces the complexity of the process, since there is no need to replace the nozzle 4 for sandblasting with a burner 5 for gas-thermal coating and the adhesion of the coating to the surface of the hole 1 is improved, since the gap between the surface preparation and coating 10 is eliminated. It is known that monomolecular a gas layer, for example, occurs on a cleaned surface in 2.4 · 10 -9 s (Welding and cutting of materials: study guide / [M.D. Banov, Yu.V. Kazakov, M.G. Kozulin, etc.]; edited by Yu V. Kazakov. - 7th ed. - M.: IC "Academy", 2008. P.5). The presence of an adsorbed layer of gas and liquid significantly affects the adhesion of the coating particles to the surface. Reducing the residence time of the cleaned surface in contact with air will increase the quality of the applied coating 10. In addition, the proposed method provides the possibility of continuous bead-blasting processing of the coating layers 10 in the process of their formation. As a result, the applied coating 10 is compacted during application, micro-sludges are eliminated, the density and strength of the coating increases, which also improves the quality of the coating.
Предлагаемый способ может быть осуществлен с помощью известных в технике средств и материалов.The proposed method can be implemented using known in the art means and materials.
Конус 3 может быть изготовлен, например, из стали и покрыт материалом, обладающим низкой адгезионной способностью, как это делают по прототипу, например тефлоном. Вращение конуса 3 со скоростью ω и изделия 2 со скоростью ω1 и перемещение конуса 3 совместно с соплом 4 и горелкой 5 со скоростью V может быть осуществлено с помощью известных электромеханических или пневматических приводов. Подача струи 6 песка или мелкой дроби через сопло 4 может быть осуществлена с помощью любой известной конструкции пескоструйного аппарата. Для создания струи 8 нагретых частиц напыляемого материала можно использовать, например, кислородно-ацетиленовую горелку любой известной установки для газопламенного нанесения покрытий. Струю 11 газа, например воздуха, можно создавать с помощью дополнительного сопла, установленного на горелку 5 и соединенного с газовой магистралью, либо с компрессором.The cone 3 can be made, for example, of steel and coated with a material having low adhesive ability, as is done according to the prototype, for example Teflon. The rotation of the cone 3 with a speed ω and the product 2 with a speed ω 1 and the movement of the cone 3 together with the nozzle 4 and the burner 5 with a speed V can be carried out using known electromechanical or pneumatic drives. The supply of a jet of 6 sand or small fractions through the nozzle 4 can be carried out using any known design of a sandblasting apparatus. To create a jet of 8 heated particles of the sprayed material, for example, an oxygen-acetylene burner of any known flame-coating system can be used. The jet 11 of gas, such as air, can be created using an additional nozzle mounted on the burner 5 and connected to the gas line, or to the compressor.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает достижение технического эффекта, заключающегося в снижении трудоемкости процесса и повышении качества наносимого покрытия. Способ может быть осуществлен с помощью известных в технике средств и материалов. Следовательно, предлагаемый способ обладает промышленной применимостью.Thus, the proposed method ensures the achievement of a technical effect, which consists in reducing the complexity of the process and improving the quality of the applied coating. The method can be carried out using means and materials known in the art. Therefore, the proposed method has industrial applicability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008147638/02A RU2393267C1 (en) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Procedure for gas-thermal application of coating on internal surface of item aperture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008147638/02A RU2393267C1 (en) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Procedure for gas-thermal application of coating on internal surface of item aperture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2393267C1 true RU2393267C1 (en) | 2010-06-27 |
Family
ID=42683637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008147638/02A RU2393267C1 (en) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Procedure for gas-thermal application of coating on internal surface of item aperture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2393267C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504599C2 (en) * | 2012-03-11 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Application method of detonation coating onto part surface |
| RU2545301C1 (en) * | 2013-11-21 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет | Method of gas thermal spraying of polymer coating on metal products and structures |
| RU2545880C2 (en) * | 2013-07-19 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологические системы защитных покрытий" | Method of gas-thermal coating application on product surface |
-
2008
- 2008-12-02 RU RU2008147638/02A patent/RU2393267C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504599C2 (en) * | 2012-03-11 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Application method of detonation coating onto part surface |
| RU2545880C2 (en) * | 2013-07-19 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологические системы защитных покрытий" | Method of gas-thermal coating application on product surface |
| RU2545301C1 (en) * | 2013-11-21 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет | Method of gas thermal spraying of polymer coating on metal products and structures |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9821337B2 (en) | Integrated fluidjet system for stripping, prepping and coating a part | |
| CA2701185C (en) | Method and apparatus for prepping a surface using a coating particle entrained in a pulsed waterjet or airjet | |
| CN1782128A (en) | Superalloy repair using cold spray | |
| EP1674596A1 (en) | Laser enhancements of cold sprayed deposits | |
| EP2707172B1 (en) | Process for cladding a substrate | |
| US20060134321A1 (en) | Blade platform restoration using cold spray | |
| GB2439934A (en) | Laser-assisted spray system and nozzle | |
| RU2393267C1 (en) | Procedure for gas-thermal application of coating on internal surface of item aperture | |
| JPS6117904B2 (en) | ||
| KR20150047457A (en) | Movable mask for a thermal and/or kinetic coating system | |
| CN106756721B (en) | A kind of method and device based on laser processing technology prepares coating | |
| CN109536868A (en) | The method of the inner hole supersonic flame spraying metal-cermic coating of oil transportation flow splitter | |
| WO2012012114A2 (en) | Thermal spray coating for track roller frame | |
| CN101218369A (en) | Methods and apparatuses for material deposition | |
| US20140349023A1 (en) | Plasma spray apparatus integrating water cleaning | |
| CN117267264A (en) | Metal rolling bearing or sliding bearing component | |
| RU2386721C1 (en) | Device for gas-thermal application of coatings to inner surfaces of holes | |
| EP3227032B1 (en) | Thermal spray method integrating selected removal of particulates | |
| JP2002332560A (en) | Laser-assisted high-speed flame thermal spraying method and device | |
| RU2245938C1 (en) | Method for gasothermic applying of coating onto inner surfaces of openings | |
| RU2656906C1 (en) | Method of a sample laser coating and device for its implementation | |
| JPH05214505A (en) | Formation of spray deposit | |
| RU2140843C1 (en) | Method for abrasive-jet treatment | |
| RU2203977C2 (en) | Method of plasma spraying | |
| RU2270883C1 (en) | Method of application of anti-score coat on threaded sections of oil tubes and device for realization of this method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101203 |