RU2399694C1 - Способ газодинамической обработки поверхности порошковым материалом и устройство для его реализации - Google Patents

Способ газодинамической обработки поверхности порошковым материалом и устройство для его реализации Download PDF

Info

Publication number
RU2399694C1
RU2399694C1 RU2008152548/02A RU2008152548A RU2399694C1 RU 2399694 C1 RU2399694 C1 RU 2399694C1 RU 2008152548/02 A RU2008152548/02 A RU 2008152548/02A RU 2008152548 A RU2008152548 A RU 2008152548A RU 2399694 C1 RU2399694 C1 RU 2399694C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
particles
powder material
supersonic
gas
Prior art date
Application number
RU2008152548/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008152548A (ru
Inventor
Владимир Федорович Косарев (RU)
Владимир Федорович Косарев
Сергей Владимирович Клинков (RU)
Сергей Владимирович Клинков
Лаже Бернар (FR)
Лаже Бернар
Бертран Филипп (FR)
Бертран Филипп
Смуров Игорь (FR)
Смуров Игорь
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН (ИТПМ СО РАН)
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41800584&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2399694(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН (ИТПМ СО РАН) filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН (ИТПМ СО РАН)
Priority to RU2008152548/02A priority Critical patent/RU2399694C1/ru
Priority to AT09180869T priority patent/ATE551442T1/de
Priority to ES09180869T priority patent/ES2382720T3/es
Priority to EP09180869A priority patent/EP2202332B1/fr
Publication of RU2008152548A publication Critical patent/RU2008152548A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2399694C1 publication Critical patent/RU2399694C1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/126Detonation spraying
    • 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
    • B05B7/16Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/1606Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed the spraying of the material involving the use of an atomising fluid, e.g. air
    • B05B7/1613Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed the spraying of the material involving the use of an atomising fluid, e.g. air comprising means for heating the atomising fluid before mixing with the material to be sprayed
    • B05B7/162Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed the spraying of the material involving the use of an atomising fluid, e.g. air comprising means for heating the atomising fluid before mixing with the material to be sprayed and heat being transferred from the atomising fluid to the material to be sprayed
    • B05B7/1626Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed the spraying of the material involving the use of an atomising fluid, e.g. air comprising means for heating the atomising fluid before mixing with the material to be sprayed and heat being transferred from the atomising fluid to the material to be sprayed at the moment of mixing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам и устройствам газодинамической обработки поверхности порошковым материалом и может быть использовано для нанесения покрытий или пескоструйной обработки. Способ включает подачу частиц порошкового материала в сверхзвуковое сопло, ускорение частиц сверхзвуковым газовым потоком и направление частиц на поверхность подложки. Для ускорения порошкового материала используют плоское или осесимметричное сопло, выполненное с длиной сверхзвуковой части и характерным размером критического сечения, соответствующими условиям L=4,35ρpdp±50%; b=0,065ρpdp±50%, где L - длина сверхзвуковой части сопла, м, dp - диаметр частиц порошкового материала, м, b - толщина плоского сопла (b=h), м, или b - диаметр критического сечения осесимметричного сопла (b=dcr), м, ρp - плотность материала частиц, кг/м3. Технический результат: повышение производительности обработки, повышение коэффициента напыления и качества покрытия при газодинамическом напылении. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к технологии и средствам для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности для получения покрытий, придающих различные свойства обрабатываемым поверхностям. Кроме того, оно может быть использовано в технологиях, где требуется высокая скорость соударения частиц порошка с поверхностью подложки: пескоструйная обработка; разрушение/дробление частиц порошка и т.п.
Известен способ и устройство для газодинамического напыления порошковых материалов /1/, содержащее блок напыления, включающий электронагреватель сжатого газа и сверхзвуковое сопло, жестко соединенное с выходом электронагревателя и содержащее узел ввода в сопло порошкового материала, блок управления, соединенный с электронагревателем сжатого газа гибким трубопроводом и электрокабелем, порошковый питатель, выход которого соединен гибким трубопроводом с узлом ввода в сопло порошкового материала. Для повышения безопасности работы устройства путем снижения температуры внешних элементов электронагревателя сжатого газа электронагреватель сжатого газа включает в себя кожух, в котором размещен с зазором, заполненным теплоизолятором, металлический корпус, внутри которого установлен тепловыделяющий элемент, а в металлическом корпусе выполнены отверстия, обеспечивающие обдув кожуха изнутри ненагретым газом, а узел ввода в сопло порошкового материала выполнен с возможностью обеспечения поступления порошкового материала в закритическую часть сверхзвукового сопла под углом к его оси для повышения эффективности за счет более равномерного распределения порошкового материала по сечению сопла. Для удобства обработки участков поверхности изделия разной формы сверхзвуковое сопло имеет круглое или прямоугольное поперечное сечение. В зависимости от состава используемых порошковых материалов отношение длины сверхзвуковой части сверхзвукового сопла к минимальному поперечного размеру сопла может составлять от 20 до 100.
Недостатком указанного устройства является то, что размеры сверхзвукового сопла никак не связаны с размером и плотностью напыляемых частиц и не обеспечивают оптимального ускорения (получение максимальной скорости соударения с подложкой) в сверхзвуковой части сопла частиц различного размера и плотности и соответственно получения максимального качества напыляемых покрытий.
Известен также способ и устройство /2/ для газодинамического нанесения покрытий, включающее 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: 0,015<B(Sout/Sinj-1)/L<0,03, где Sout - площадь поперечного сечения сопла на выходе; Sinj - площадь поперечного сечения сопла в месте расположения элементов для ввода порошков; L - длина участка сопла, предназначенного для ускорения порошков; В - минимальный поперечный размер сопла в месте расположения элементов для ввода порошков. 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.
Недостатком указанного устройства также является то, что размеры сверхзвукового сопла никак не связаны с размером и плотностью напыляемых частиц и не обеспечивают оптимального ускорения (получение максимальной скорости соударения с подложкой) в сверхзвуковой части сопла частиц различного размера и плотности и соответственно получения максимального качества напыляемых покрытий. Так как отношение площадей обычно составляет Sout/Sinj≈2-4, формула 0,015<B(Sout/Sinj-1)/L<0,03, используемая в данном способе и устройстве, фактически только устанавливает связь между длиной участка сопла, предназначенного для ускорения порошков и минимальным поперечным размером сопла в месте расположения элементов для ввода порошков. Но, например, мы можем сделать сопло с В=0,1 мм, L=5 мм и Sout/Sinj=2, удовлетворив тем самым предлагаемой формуле, но не сможем нанести покрытие из частиц указанного в способе диапазона размеров. Так как частицы не успеют ускориться на таком коротком отрезке до необходимой для напыления скорости.
Наиболее близким по технической сущности является способ и устройство /3/ для нанесения покрытий на подложку кинетическим напылением и термическим напылением, используя одно сопло. Устройство включает нагреватель газа, обеспечивающий переключение между режимом кинетического напыления, когда частицы не термически размягчены и режимом термического напыления, когда частицы термически размягчены перед напылением. Устройство расширяет возможности сопла напыления и предназначено для решения различных проблем в кинетическом напылении. В данном методе используются частицы размером dp=(50-250)·10-6 м, а сопло имеет следующие размеры: длина сверхзвуковой части сопла L=(60-400)·10-3 м, диаметр критического сечения осесимметричного сопла dcr=(1,5-3,5)·10-3 м.
Недостатком указанного способа и устройства является то, что размеры сверхзвукового сопла оптимизированы только для частиц, указанных в патенте (dp=(50-250)·10-6 м), и не связаны с плотностью напыляемых частиц. Соответственно не обеспечивается оптимальное ускорение (получение максимальной скорости соударения с подложкой) в сверхзвуковой части сопла частиц, имеющих размер, отличный от заявленного. Таким устройством, например, невозможно обеспечить высокую скорость соударения с подложкой частиц размером менее 1·10-6 м. Так как частицы будут существенно тормозиться в сжатом слое, формируемом при натекании сверхзвуковой струи на подложку.
Задачей изобретения является получение максимальной (для выбранных параметров газа - состав, давление и температура торможения) скорости соударения частиц с подложкой путем создания сопел с оптимальным соотношением параметров (длины сверхзвуковой части и характерного размера в критическом сечении), рассчитанных под конкретный размер и плотность частиц порошкового материала. Это, в свою очередь, приведет к:
- повышению коэффициента напыления и качества покрытия при холодном газодинамическом напылении;
- возможности использовать для холодного газодинамического напыления и пескоструйной обработки поверхности частиц размером, в частности, менее 1·10-6 м и проводить эти процессы с пространственным разрешением менее 1·10-3 м;
- повышению производительности в технологии пескоструйной обработки поверхности и технологии дробления/измельчения частиц.
Например, необходимо нанести покрытие из частиц порошкового материала, имеющих размер около 100·10-9 м (наночастицы). При использовании традиционного для газодинамического напыления сопла (длина сверхзвуковой части около 100·10-3 м и характерный размер в критическом сечении около 3·10-3 м) покрытие получить не удается. Это обусловлено тем, что такие мелкие частицы не смогут соударяться с высокой скоростью с поверхностью подложки из-за существенного торможения их в сжатом слое, формируемом при натекании сверхзвуковой струи на подложку.
С другой стороны, если необходимо обеспечить высокое пространственное разрешение (нанесение дорожек покрытия с шириной менее 1·10-3 м, непосредственное формирование напылением 3D объектов и др.), то сопло должно иметь соответствующий размер выходного сечения. Длина сверхзвуковой части такого сопла соответственно должна быть уменьшена. В соответствие с выбранными размерами сопла необходимо выбирать частицы, имеющие размер, обеспечивающий максимальную скорость соударения с подложкой. Очень мелкие частицы хорошо ускоряются в сопле, но сильно тормозятся в сжатом слое, крупные наоборот, практически не тормозятся в сжатом слое, но, в то же время, плохо ускоряются в сопле. Поэтому существует оптимальный размер, обеспечивающий максимальную скорость соударения частиц с подложкой, а это, в свою очередь, позволяет получить максимальные коэффициент напыления и качество покрытия или иные характеристики процессов (пескоструйная обработка; разрушение/дробление частиц порошка и т.п.).
Поставленная задача решается благодаря тому, что частицам газопорошкового потока в зависимости от их размера и плотности, и выбранных параметров газа обеспечивают максимально возможную скорость соударения с поверхностью подложки. Для этого способ газодинамической обработки поверхности порошковым материалом включает подачу частиц порошкового материала из узла подачи в сверхзвуковое сопло, ускорение частиц в сопле сверхзвуковым газовым потоком с формированием газопорошкового потока и направление частиц на поверхность подложки. Для ускорения порошкового материала используют плоское или осесимметричное сопло, выполненное с длиной сверхзвуковой части и характерным размером критического сечения, соответствующими условиям:
L=4,35ρpdp±50%; b=0,065ρpdp±50%,
где L - длина сверхзвуковой части сопла, м, dp - диаметр частицы порошкового материала, м, b - толщина плоского сопла (b=h), м, или b - диаметр критического сечения осесимметричного сопла (b=dcr), м, ρp - плотность материала частицы, кг/м3.
Эти условия получены расчетным путем, результаты расчетов в широком диапазоне размеров частиц и сопла, давления и температуры газа (воздух, азот, гелий) сравнивались с экспериментальными результатами измерения скорости частиц различного размера и плотности на срезе сопла.
Для реализации способа используют устройство для газодинамической обработки поверхности порошковым материалом, содержащее сменное сверхзвуковое сопло плоское или осесимметричное, соединенное с узлом подачи в него порошкового материала, и дозатор порошкового материала, выход которого соединен с узлом подачи порошкового материала в сопло, при этом сопло выполнено с длиной сверхзвуковой части и характерным размером критического сечения, соответствующими условиям
L=4,35ρpdp±50%, b=0,065ρpdp±50%,
где L - длина сверхзвуковой части сопла, м, dp - диаметр частицы порошкового материала, b - толщина плоского сопла (b=h), или b - диаметр критического сечения осесимметричного сопла (b=dcr), м, ρp - плотность материала частицы, кг/м3.
Преимуществами предложенного способа газодинамического ускорения частиц порошкового материала и устройства для его реализации является то, что для выбранных (необходимых для выполнения той или иной операции) размера и плотности частиц, давления и температуры газа (например, воздух, азот, гелий и их смеси) можно рассчитать размеры сверхзвуковой части сопла, которая обеспечит максимальную скорость соударения частиц порошка с подложкой, и соответственно: качество покрытия; производительность или качество очистки поверхности; производительность процесса дробления/измельчения частиц. С другой стороны, для обеспечения необходимого пространственного разрешения процесса напыления или пескоструйной очистки поверхности можно выбрать размер необходимого порошка, также обеспечивающий: нанесение покрытия с высокими коэффициентом напыления и качеством; процесс пескоструйной обработки с мелкозернистой (соответствующей размеру используемых частиц) структурой обработанной поверхности.
На чертеже изображено устройство для газодинамической обработки поверхности порошковым материалом.
Устройство для газодинамической обработки поверхности порошковым материалом: сменное сверхзвуковое сопло 1 плоское или осесимметричное, соединенное с выходом электронагревателя 2 и узлом подачи в него порошкового материала 3; дозатор порошкового материала 4, выход которого соединен с узлом подачи порошкового материала в сопло. Сверхзвуковая часть сменных сопел может быть плоской или осесимметричной, а длина сверхзвуковой части и характерный размер критического сечения выполнены в соответствии с условиями
L=4,35ρpdp±50%, b=0,065ρpdp±50%,
где L - длина сверхзвуковой части сопла, м, dp - диаметр частицы порошкового материала, м, b - толщина плоского сопла (b-h), м, или b - диаметр критического сечения осесимметричного сопла (b=dcr) м, ρp - плотность материала частицы, кг/м3.
Способ газодинамической обработки поверхности порошковым материалом осуществляется следующим образом.
В зависимости от выбранных для напыления/пескоструйной обработки/дробления порошка (плотность материала частиц и их средний размер) и давления, и температуры газа (например, воздух, азот, гелий и их смеси) по предложенным зависимостям вычисляются основные размеры сопла - длина сверхзвуковой части и характерный размер в критическом сечении (толщина для плоского сопла или диаметр критического сечения для осесимметричного сопла) и затем частицам порошка обеспечивают максимальную скорость соударения с поверхностью подложки за счет газодинамического ускорения в сверхзвуковой части плоского или осесимметричного сопла.
Использование сопел, специально сконструированных под конкретный размер частиц выбранного порошкового материала, обеспечивает максимальную скорость его взаимодействия с подложкой.
Примеры на разные размеры частиц.
1. Для процесса холодного газодинамического напыления выберем медный порошок со средним размером частиц 1 мкм. Давление торможения азота или воздуха выберем равным 2,0 МПа, температуру торможения - 700 К. По предложенным зависимостям для плоского сопла L=4,35ρpdp±50%, h=0,065ρpdp±50%. После подстановки ρp=8940 кг/м3 и dp=1·10-6 м, получим оптимальные размеры сопла L=(20-60)·10-3 м и h=(0,29-0,87)·10-3 м для обеспечения максимальной скорости соударения частиц с подложкой.
2. Для частиц алюминия (ρp=2700 кг/м3) того же размера для осесимметричного сопла получим L=(6-18)·10-3 м и dcr=(0,09-0,26))·10-3 м. При этом давление торможения азота или воздуха выберем равным 2,0 МПа, температуру торможения - 500 К.
3. Требуется обеспечить процесс напыления медным порошком с пространственным разрешением, равным 0,5·10-3 м. Это значит необходимо выбрать сопло с диаметром выходного сечения, равным 0,5·10-3 м, и соответственно диаметром критического сечения около 0,3·10-3 м. Давление торможения гелия выберем равным 2,0 МПа, температуру торможения - 300 К. Далее по формуле dcr=0,065ρpdp±50% находим необходимый размер частиц медного порошка и по формуле L=4,35ρpdp±50% находим требуемую для оптимального ускорения частиц длину сверхзвуковой части сопла. В этом случае получаем dp=(0,34-1,03)·10-6 м=0,34-1,03 мкм и L=(13,2-40)·10-3 м.
4. Для процесса пескоструйной обработки поверхности выберем корундовый порошок (Al2O3) со средним размером частиц 10·10-6 м. Давление торможения воздуха выберем равным 0,6 МПа, температуру торможения - 300 К. По предложенным зависимостям для плоского сопла L=4,35ρpdp±50%, h=0,065ρpdp±50%. После подстановки ρр≈4000 кг/м3 и dp=10·10-6 м, получим оптимальные размеры сопла L≈(90-270)·10-3 м и h≈(1,2-3,7)·10-3 м для обеспечения максимальной скорости соударения частиц с подложкой.
5. Требуется обеспечить процесс пескоструйной обработки поверхности порошком карбида кремния (SiC) с пространственным разрешением, равным 1,0·10-3 м. Это значит необходимо выбрать сопло с диаметром выходного сечения, равным 1,0·10-3 м, и соответственно диаметром критического сечения около 0,5·10-3 м. Давление торможения воздуха выберем равным 1,0 МПа, температуру торможения -300 К. Далее по формуле dcr=0,065ρpdρ±50% находим необходимый размер частиц порошка карбида кремния и по формуле L=4,35ρpdp±50% находим требуемую для оптимального ускорения частиц длину сверхзвуковой части сопла. В этом случае получаем dp=(1,2-3,6)·10-6 м = 1,2-3,6 мкм и L=(16,7-50,1)·10-3 м.
Источники информации
1. Патент RU №2257423, С23С 24/04, 2003 г.
2. Патент RU №2288970, С23С 24/04, 2005 г.
3. US Patent №6743468 В2, 2004 - прототип.

Claims (2)

1. Способ холодного газодинамического нанесения покрытия из порошкового материала, включающий подачу частиц порошкового материала через узел подачи в сверхзвуковое сопло, ускорение его сверхзвуковым газовым потоком с формированием газопорошкового потока и соударение частиц с поверхностью подложки, отличающийся тем, что частицы порошкового материала ускоряют в плоском или осесимметричном сопле, выполненном с длиной сверхзвуковой части и характерным размером критического сечения, соответствующими условиям:
L=4,35ρpdp±50%; b=0,065ρpdp±50%,
где L - длина сверхзвуковой части сопла, dp - диаметр частиц, b - толщина плоского сопла (b=h) или b - диаметр критического сечения осесимметричного сопла (b=dcr), ρp - плотность материала частиц.
2. Устройство для холодного газодинамического нанесения покрытий из порошкового материала, содержащее сверхзвуковое сопло, соединенное с узлом подачи в него порошкового материала, и дозатор порошкового материала, выход которого соединен с узлом подачи порошкового материала в сопло, отличающееся тем, что устройство снабжено сменными плоскими или осесимметричными соплами, выполненными с длиной сверхзвуковой части и характерным размером критического сечения, соответствующими условиям:
L=4,35ρpdp±50%; b=0,065ρpdp±50%,
где L - длина сверхзвуковой части сопла, ρр - плотность материала частицы, dp - диаметр частицы, b=h - толщина плоского сопла или b=dcr - диаметр критического сечения осесимметричного сопла.
RU2008152548/02A 2008-12-29 2008-12-29 Способ газодинамической обработки поверхности порошковым материалом и устройство для его реализации RU2399694C1 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008152548/02A RU2399694C1 (ru) 2008-12-29 2008-12-29 Способ газодинамической обработки поверхности порошковым материалом и устройство для его реализации
AT09180869T ATE551442T1 (de) 2008-12-29 2009-12-29 Gasdynamische beschleunigungsmethode für materialien in pulverform und vorrichtung zur umsetzung dieser methode
ES09180869T ES2382720T3 (es) 2008-12-29 2009-12-29 Procedimiento de aceleración gasodinámica de materiales en polvo y dispositivo para su realización.
EP09180869A EP2202332B1 (fr) 2008-12-29 2009-12-29 Méthode d'accélération gazodynamique de matériaux en poudre et dispositif pour sa mise en oeuvre

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008152548/02A RU2399694C1 (ru) 2008-12-29 2008-12-29 Способ газодинамической обработки поверхности порошковым материалом и устройство для его реализации

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008152548A RU2008152548A (ru) 2010-07-10
RU2399694C1 true RU2399694C1 (ru) 2010-09-20

Family

ID=41800584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008152548/02A RU2399694C1 (ru) 2008-12-29 2008-12-29 Способ газодинамической обработки поверхности порошковым материалом и устройство для его реализации

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2202332B1 (ru)
AT (1) ATE551442T1 (ru)
ES (1) ES2382720T3 (ru)
RU (1) RU2399694C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468123C2 (ru) * 2010-10-01 2012-11-27 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) Способ газодинамического напыления порошковых материалов и устройство для газодинамического напыления порошковых материалов (варианты)
RU2744008C1 (ru) * 2017-02-26 2021-03-01 Интернэшнл Эдвансд Рисерч Сентер Фо Паудер Металерджи Энд Нью Материалз (Арси) Усовершенствованное устройство для холодного газодинамического напыления и способ нанесения покрытия на подложку
RU2743944C1 (ru) * 2020-08-03 2021-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Устройство для газодинамического нанесения покрытий

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202018002678U1 (de) * 2018-01-24 2018-09-06 Karlsruher Institut für Technologie Zweistoffdüse
CN108745677B (zh) * 2018-07-25 2023-06-20 上海莘临科技发展有限公司 超音速氧乙炔爆炸燃烧喷嘴及沙粒熔融方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4300723A (en) * 1980-02-29 1981-11-17 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Controlled overspray spray nozzle
US6743468B2 (en) * 2002-09-23 2004-06-01 Delphi Technologies, Inc. Method of coating with combined kinetic spray and thermal spray
DE10319481A1 (de) * 2003-04-30 2004-11-18 Linde Ag Lavaldüse für das thermische Spritzen und das kinetische Spritzen
RU2257423C2 (ru) 2003-08-21 2005-07-27 Общество с ограниченной ответственностью Обнинский центр порошкового напыления (ООО ОЦПН) Портативное устройство для газодинамического напыления покрытий
RU2288970C1 (ru) 2005-05-20 2006-12-10 Общество с ограниченной ответственностью Обнинский центр порошкового напыления (ООО ОЦПН) Устройство для газодинамического нанесения покрытий и способ нанесения покрытий
DE112007001601A5 (de) * 2006-08-30 2009-07-23 H.C. Starck Gmbh Keramikdüse

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468123C2 (ru) * 2010-10-01 2012-11-27 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) Способ газодинамического напыления порошковых материалов и устройство для газодинамического напыления порошковых материалов (варианты)
RU2744008C1 (ru) * 2017-02-26 2021-03-01 Интернэшнл Эдвансд Рисерч Сентер Фо Паудер Металерджи Энд Нью Материалз (Арси) Усовершенствованное устройство для холодного газодинамического напыления и способ нанесения покрытия на подложку
RU2743944C1 (ru) * 2020-08-03 2021-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Устройство для газодинамического нанесения покрытий

Also Published As

Publication number Publication date
EP2202332B1 (fr) 2012-03-28
ATE551442T1 (de) 2012-04-15
EP2202332A1 (fr) 2010-06-30
ES2382720T3 (es) 2012-06-12
RU2008152548A (ru) 2010-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5184347B2 (ja) ガスダイナミックコーティング装置およびコーティング方法
US6623796B1 (en) Method of producing a coating using a kinetic spray process with large particles and nozzles for the same
Li et al. A theoretical model for prediction of deposition efficiency in cold spraying
Grigoriev et al. Cold spraying: From process fundamentals towards advanced applications
US6569245B2 (en) Method and apparatus for applying a powder coating
RU2399694C1 (ru) Способ газодинамической обработки поверхности порошковым материалом и устройство для его реализации
EP1579921A2 (en) Improved kinetic spray nozzle system design
KR101298162B1 (ko) 냉가스 분무기
US20030190414A1 (en) Low pressure powder injection method and system for a kinetic spray process
US20060038044A1 (en) Replaceable throat insert for a kinetic spray nozzle
JP2006247639A (ja) コールドスプレー用ノズルならびにこれを利用したコールドスプレー装置及び方法
WO2006073171A1 (ja) 溶射ノズル装置および溶射装置
EP2411554B1 (en) Nozzle for a thermal spray gun and method of thermal spraying
EP1132497A1 (en) Method for producing a coating made of powdered materials and device for realising the same
US20090256010A1 (en) Cold gas-dynamic spray nozzle
WO2007091102A1 (en) Kinetic spraying apparatus and method
US20050040260A1 (en) Coaxial low pressure injection method and a gas collimator for a kinetic spray nozzle
US7244466B2 (en) Kinetic spray nozzle design for small spot coatings and narrow width structures
JP2009120913A (ja) 成膜用ノズルおよび成膜方法ならびに成膜部材
JPH01259172A (ja) 粉砕機
JP6644070B2 (ja) 粒子の選択的除去を一体化する溶射方法
RU2505622C2 (ru) Устройство газодинамического нанесения покрытий на внешние цилиндрические поверхности изделий
RU2503745C2 (ru) Устройство газодинамического нанесения покрытий на внутреннюю цилиндрическую поверхность изделий
US20170335441A1 (en) Nozzle for thermal spray gun and method of thermal spraying
Valincius et al. Behaviour of dispersed ceramic particles in DC arc plasma jet during the spray deposition of coatings

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151230