RU2618044C1

RU2618044C1 - Method of anti-corrosive coating application on the detonating extended charge

Info

Publication number: RU2618044C1
Application number: RU2016108181A
Authority: RU
Inventors: Евгений Николаевич Кузин; Владимир Ильич Загарских; Геннадий Иванович Макаров; Мария Алексеевна Константинова
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2017-05-02

Abstract

FIELD: blasting.

SUBSTANCE: method of applying the anti-corrosive coating on the detonating elongated charge metal shell contains the thermostating of the elongated detonating charge disposed in the working chamber and its depositing on the metal surface by decomposition of the initial metal compound of carbonyl group vapour in the gas-carrier flow. The thermostating is carried out at the temperature of 80-85°C during 3-5 minutes. The metal carbonyl is used as the initial metal compounds of the carbonyl group, the acoustic stiffness of which is greater or not less than the stiffness of the detonating elongated charge shell metal, and the hydrogen sulfide is used as the gas-carrier. The metal carbonyl vapour and hydrogen sulphide are supplied simultaneously at the rate of 1.0-1.5 g/h and 0.1-0.2 g/h, respectively, at the residual pressure in the working chamber of 10^-1-10 Pa.

EFFECT: increasing of gas, vapour, water resistance of the protective coating, its adhesion with the metal shell of the detonating elongated charge, increasing the productivity of work, the expansion of functionality and the application scope of corrosion resistant, protective coating.

Description

Изобретение относится к бортовой и наземной пироавтоматике изделий ракетно-космической, авиационной, военно-морской, специальной технике, в частности - к детонирующим удлиненным зарядам (ДУЗ) как круглым, так и, главным образом, кумулятивным, и может быть использовано для надежной защиты оболочек и кумулятивных выемок таких зарядов от коррозии, как в нормальных условиях эксплуатации, так и в условиях воздействия высоких и криогенных температур, глубокого вакуума, радиации, морской воды и соленого тумана. Изобретение может быть использовано дополнительно для изготовления прецезионных облицовок осесимметричных кумулятивных зарядов из таких чистых металлов, как медь, железо, никель, хром, а также из труднообрабатываемых механическими способами также чистых тяжелых металлов (вольфрама, обедненного урана и др.)The invention relates to airborne and ground-based pyroautomatics of rocket-space, aviation, naval, and special equipment, in particular, to detonating elongated charges (DPS), both round and, mainly, cumulative, and can be used for reliable protection of shells and cumulative excavation of such charges from corrosion, both under normal operating conditions and under conditions of exposure to high and cryogenic temperatures, deep vacuum, radiation, sea water and salt fog. The invention can be additionally used for the manufacture of precision linings of axisymmetric cumulative charges of such pure metals as copper, iron, nickel, chromium, as well as pure heavy metals (tungsten, depleted uranium, etc.) that are difficult to machine by mechanical means.

Одним их эффективных средств разделения детонационного типа для бортовых и наземных систем и механизмов пироавтоматики являются детонирующие удлиненные заряды, представляющие собой заряды высокоплотных и высокобризантных взрывчатых веществ - ВВ (чаще всего - гексогена, октогена, реже - ГНС, ГНДС, НТФА) в металлических (медных, латунных, алюминиевых, стальных, свинцовых и др.) оболочках с профилированной вдоль образующей кумулятивной выемкой различной формы (цилиндрической, «серповидной», клиновидной, параболической и др.) для кумулятивных ДУЗ или без нее для ДУЗ круглого сечения. Несмотря на обилие названий таких зарядов в специальной литературе: ДУЗ - детонирующий удлиненный заряд; УКЗ - удлиненный кумулятивный заряд; УЗ - удлиненный заряд (некумулятивного типа или круглый); КЗУ - кумулятивный заряд удлиненный; ЗКЛ - заряд кумулятивный линейный и др. для определенности воспользуемся обобщенной аббревиатурой ДУЗ. Способов изготовления ДУЗ на сегодняшний день существует несколько. Это и волочение, и прокатка, и глухое прессование, и комбинированный метод «прокатка + волочение», и другие. Тем не менее, основным способом изготовления ДУЗ для изделий ракетно-космической, авиационной, военно-морской, специальной техники, а также части прострелочно-взрывной аппаратуры, предназначенной главным образом для ликвидации аварий в нефтяных и газовых скважинах, остается волочение (Селиванов В.В., Кобылкин И.Ф., Новиков С.А. Взрывные технологии. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - 648 с.; ТУ41-12-39-96. Удлиненные кумулятивные заряды - УКЗ. Технические условия. М., Изд-во Госстандарт, 1996 и др.). Сущность его состоит в том, что предварительно подготовленную трубу-заготовку, снабженную захваткой, после заполнения с вибрационным уплотнением кристаллическим ВВ пропускают через ряд волок с последовательно уменьшающимся диаметром проходного отверстия (очка). Для ДУЗ кумулятивного типа одновременно с волочением формируется и кумулятивная выемка. Одной из завершающих операций изготовления ДУЗ является нанесение на изделия, предназначенные для работы на объектах ракетно-космической техники прикладного назначения, военной авиации, военно-морской техники, а также в составе негерметичной прострелочно-взрывной аппаратуры, антикоррозионного покрытия.One of the effective means of separating the detonation type for airborne and ground-based systems and pyroautomatics is detonating elongated charges, which are charges of high-density and high-explosive explosives - explosives (most often RDX, HMX, less commonly GNS, GNDS, NTFA) in metal (copper , brass, aluminum, steel, lead, etc.) shells with a cumulative recess of various shapes profiled along the generatrix (cylindrical, "sickle-shaped", wedge-shaped, parabolic, etc.) for cumulative DNZ or without for DNZ circular cross-section. Despite the abundance of names of such charges in the specialized literature: DPS - detonating elongated charge; UKZ - elongated cumulative charge; UZ - an elongated charge (non-cumulative type or round); KZU - cumulative charge elongated; ZKL - cumulative linear charge, etc. For definiteness, we use the generalized abbreviation DPS. To date, there are several ways to manufacture DPS. This is drawing, and rolling, and dull pressing, and the combined method of "rolling + drawing", and others. Nevertheless, the main method for the manufacture of remote sensing devices for rocket-space, aviation, naval, special equipment, as well as parts of perforating and explosive equipment, intended mainly to eliminate accidents in oil and gas wells, remains drawing (V. Selivanov. ., Kobylkin I.F., Novikov S.A. Explosive technologies.M.: Publishing House of MSTU named after NE Bauman, 2008. - 648 p .; TU41-12-39-96. Extended cumulative charges - UKZ Technical Specifications, Moscow, Gosstandart, 1996, etc.). Its essence lies in the fact that a pre-prepared billet pipe equipped with a gripper, after filling with a vibrational seal with a crystalline explosive, is passed through a series of dies with a successively decreasing diameter of the passage opening (point). For a cumulative-type DLD, a cumulative recess is formed simultaneously with drawing. One of the final operations for the production of DLDs is the deposition on products intended for operation at objects of rocket and space technology for applied purposes, military aviation, naval equipment, as well as in leaking perforated explosive equipment, and anti-corrosion coating.

Наносится оно согласно технологическому процессу на заряды, обрезанные под необходимый размер, выгнутые (при необходимости) по профилю разрезаемой преграды и с надетыми на торцы колпачками.It is applied according to the technological process to charges cut to the required size, curved (if necessary) along the profile of the cut obstacle and with caps put on the ends.

Из всего разнообразия известных и применяемых сегодня способов поверхностного нанесения антикоррозионных покрытий (Химическая энциклопедия: В 5 т.: Т.1: А - Дарзана / Ред. кол.: Кнуньянц И.Л. (гл. ред.) и др. - М.: Советская энциклопедия., 1988. - 623 с.; Т.2: Доффа - Меди, 1990. - 671 с.), включающего в себя и такие традиционные электрохимические методы легирования, как, например, гальваностегия - нанесение тонких покрытий толщиной до десятка мкм никеля, хрома, свинца, золота, палладия, платины, и нанесение на защищаемые изделия органических изолирующих покрытий - лакокрасочных покрытий (ЛКП), служащих барьером, препятствующим диффузии и ограничивающим доступ окружающей, зачастую агрессивной, среды к защищаемой поверхности, и прогрессивные современные диффузионные методы легирования, такие как диффузионное цинкование, атилирование или хромирование, для защиты ДУЗ практическое применение нашел только способ защиты с нанесением ЛКП. Это несмотря на то, что практически всем лакокрасочным материалам (ЛКМ) присущи ограниченные паро-, газо- и водонепроницаемость и термостойкость. Главной причиной, исключающей возможность применения современных прогрессивных способов антикоррозийной зашиты применительно к ДУЗ, является наличие в них взрывчатого вещества, не допускающего воздействия высокой температуры (при диффузионном цинковании, атилировании или хромировании защищаемое изделие нагревают в порошкообразной шихте, содержащей соответственно Zn, Al или Сr, до температуры 350-370°С), электрического поля и растворов (расплавов) электролитов, применяемых в гальванотехнике.Out of the whole variety of methods of surface deposition of anticorrosive coatings known and used today (Chemical Encyclopedia: 5 Vol.: T.1: A - Darzan / Ed. Col .: Knunyants I.L. (Ch. Ed.) And others - M .: Soviet Encyclopedia., 1988. - 623 p .; T.2: Doffa-Medi, 1990. - 671 p.), Which also includes such traditional electrochemical alloying methods as, for example, electroplating - applying thin coatings up to a thickness ten microns of nickel, chromium, lead, gold, palladium, platinum, and the application of organic insulating coatings to protected products - acrylic paints (LAC), which serve as a barrier to diffusion and restrict the access of the environment, often aggressive, to the surface to be protected, and advanced modern diffusion methods of alloying, such as diffusion galvanizing, atylation or chromium plating, for protection of remote sensing found only a protection method with applying paintwork. This is despite the fact that almost all paints and varnishes (LKM) are characterized by limited vapor, gas and water resistance and heat resistance. The main reason that excludes the possibility of using modern progressive methods of anti-corrosion protection in relation to DPS is the presence of an explosive in them that does not allow exposure to high temperature (during diffusion galvanizing, atylation or chromium plating, the protected product is heated in a powder mixture containing Zn, Al or Cr, respectively to a temperature of 350-370 ° C), an electric field and solutions (melts) of electrolytes used in electroplating.

По тем же самым причинам неприменимыми для антикоррозийной защиты ДУЗ оказываются и усовершенствованные комбинированные методы обработки, например, аэрокосмических материалов концентрированными потоками энергии - высокодозная полиэнергетическая ионная имплантация или лазерно-магнитный метод обработки (Быковский Ю.А., Неволин В.Н., Фаминский В.Ю. Ионная и лазерная имплантация металлических материалов. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 240 с.), и перспективные методы получения покрытий с применением современных вакуумных технологий, такие как вакуумное напыление и газофазное (пиролитическое) осаждение ряда химических соединений, например, карбидохромовых: бис-этилхрома, бис-этилбензолхрома, бис-кумолхрома и т.д. (описание изобретения RU №2194088 С2, МПК С23С 16/00, 2002; Анциферов В.Н., Анциферова И.В., Васин В.А. и др. Плазменные, лазерные и пиролитические методы нанесения покрытий. М.; СПб.: Реноме, 2012. - 404 с.; Ефремов A.M., Светцов В.И., Рыбкин В.В.. Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Иваново: ИГХТУ, 2006. - 260 с. и др.).For the same reasons, advanced combined processing methods, for example, aerospace materials with concentrated energy flows, such as high-dose polyenergetic ion implantation or laser-magnetic processing method (Bykovsky Yu.A., Nevolin VN, Faminsky V, are also inapplicable for anticorrosive protection of DPS). .U. Ion and laser implantation of metallic materials. M: Energoatomizdat, 1991. - 240 p.), And promising methods for producing coatings using modern vacuum technologies, such as smart and gas phase deposition (pyrolytic) depositing a number of chemical compounds, e.g., karbidohromovyh bis-etilhroma, bis-etilbenzolhroma, bis-kumolhroma etc. (Description of the invention RU No. 2194088 C2, IPC C23C 16/00, 2002; Antsiferov V.N., Antsiferova I.V., Vasin V.A. et al. Plasma, laser and pyrolytic coating methods. M; St. Petersburg. : Renome, 2012. - 404 p .; Efremov AM, Svettsov V.I., Rybkin V.V .. Vacuum-plasma processes and technologies. Ivanovo: IGHTU, 2006. - 260 p. And others).

Известны несколько методов нанесения защитных ЛКП (Рейбман А.И. Защитные лакокрасочные покрытия. - 5-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1982. - 320 с.):There are several methods of applying protective paintwork (Reybman A.I. Protective coatings. - 5th ed., Revised and additional - L .: Chemistry, 1982. - 320 p.):

1. Нанесение ЛКМ кистью или ручным валиком.1. Application of paintwork with a brush or hand roller.

2. Пневматическое распыление с использованием краскораспылителя (краскопульта) с навесным бачком для ЛКМ, или красконагнетательным баком и источника сжатого воздуха. ЖМ может при этом наносится как при комнатной температуре, так и с предварительным подогревом.2. Pneumatic spraying using a spray gun (spray gun) with a hinged tank for paintwork materials, or a paint pump and a source of compressed air. In this case, the oil can be applied both at room temperature and with preheating.

3. Безвоздушное распыление (под действием высокого гидравлического давления).3. Airless spraying (under high hydraulic pressure).

4. Электростатическое, пневмо- и гидроэлектростатическое распыление - окраска в электрическом поле высокого напряжения (напряжение, подводимое к распылителю, может достигать 90÷120 кВ).4. Electrostatic, pneumatic and hydroelectrostatic spraying - painting in a high-voltage electric field (the voltage supplied to the sprayer can reach 90 ÷ 120 kV).

5. Нанесение порошковых полимерных материалов, включающее газопламенный метод (окрашивание в пламени кислородно-ацетиленовой горелки); окрашивание в псевдосжиженном слое; в электрическом поле высокого напряжения и плазменный метод (порошковый материал нагревается в потоке плазмы, имеющей температуру до 8000°С, и, расплавляясь, с большой скоростью наносится на обрабатываемую поверхность, выдерживающую кратковременный нагрев до 350°С).5. The application of powder polymer materials, including the flame method (staining in the flame of an oxygen-acetylene burner); fluidized bed staining; in a high-voltage electric field and the plasma method (the powder material is heated in a plasma stream having a temperature of up to 8000 ° C, and, being melted, is applied at a high speed to the work surface that can withstand short-term heating to 350 ° C).

6. Метод электроосаждения - осаждение пленкообразующего материала из водного раствора на окрашиваемое изделие с помощью постоянного электрического тока.6. The method of electrodeposition - the deposition of film-forming material from an aqueous solution on the product to be painted using direct electric current.

Нетрудно видеть, что из достаточно большого числа освоенных способов нанесения ЛКП на защищаемые изделия и конструкции в отношении ДУЗ реализуемыми остаются лишь способы нанесения антикоррозионного покрытия кистью или ручным валиком и пневматического распыления. Последний из перечисленных способов остается штатным по сей день. ЛКП для защиты ДУЗ состоят, как правило, из одного слоя фосфатирующей грунтовки марки ВЛ-02 на поливинилбутиральной основе и двух, трех или четырех слоев перхлорвиниловых эмалей марок ХВ-124, ХВ-16 или эмалей на основе сополимеров винилхлорида с винилацетатом (марок ХС-720 и ХС-510). Наносят покрытия послойно пневматическим распылением с помощью ручных краскопультов в распылительных камерах с промежуточной сушкой каждого слоя.It is easy to see that out of a sufficiently large number of mastered methods of applying paintwork on protected products and structures in relation to DPS, only methods for applying anticorrosion coating with a brush or hand roller and pneumatic spraying remain possible. The last of these methods remains regular to this day. LKP for protection of DUZ consist, as a rule, of one layer of the phosphating primer of the VL-02 brand on a polyvinyl butyral basis and two, three or four layers of perchlorovinyl enamels of the XB-124, XB-16 brands or enamels based on copolymers of vinyl chloride with vinyl acetate (XC- brands 720 and XC-510). Apply layer-by-layer pneumatic spraying using manual spray guns in spray chambers with intermediate drying of each layer.

Недостатками штатного способа нанесения защитного покрытия на ДУЗ и самого покрытия являются:The disadvantages of the regular method of applying a protective coating on the DPS and the coating itself are:

1. Недостаточная технологичность процесса, связанная с большими временными затратами (время сушки между слоями эмали составляет 2÷2,5 часа), отсутствием инструментального контроля толщины и равномерности нанесения ЛКП по всей поверхности ДУЗ, особенно в кумулятивной выемке, большой вероятностью образования на окрашиваемой поверхности наплывов и подтеков ЛКМ, большими потерями ЛКМ на туманообразование и значительными законтурными потерями (достигают от 25 до 50%), а также значительным расходом растворителей для разведения ЛКМ до рабочей вязкости и для промывки инструмента.1. The lack of processability associated with large time costs (drying time between enamel layers is 2 ÷ 2.5 hours), the absence of instrumental control of the thickness and uniformity of the application of paintwork over the entire surface of the SCD, especially in the cumulative recess, a high probability of formation on the painted surface influxes and smudges of paintwork materials, large losses of paintwork on fogging and significant marginal losses (reach from 25 to 50%), as well as a significant consumption of solvents for diluting paintwork to working and for flushing the tool.

2. Неполное удовлетворение покрытиями возросшим современным требованиям по антикоррозийной защите ДУЗ особенно в условиях морской атмосферы, по термостойкости, криогенной стойкости (при температурах -184÷ -190°С наблюдается вспучивание покрытия), а также по адгезионным свойствам и пористости покрытий. Ограниченная паро-, газо- и водонепроницаемость ЛКП.2. Incomplete satisfaction of coatings with the increased modern requirements for corrosion protection of DPS especially in the conditions of the marine atmosphere, heat resistance, cryogenic resistance (expansion of the coating is observed at temperatures of -184 ÷ -190 ° C), as well as the adhesive properties and porosity of the coatings. Limited vapor, gas and water resistance of paintwork.

3. Снижение пробивного действия окрашенных ДУЗ (основного показателя эффективности зарядов кумулятивного типа). Вызвано это тем, что все ЛКМ без исключения характеризуются существенно большей сжимаемостью (другие часто встречающиеся в специальной литературе термины: акустическая жесткость среды или инмпеданс - произведение ρ₀c₀, где ρ₀ - плотность невозмущенной среды; с₀ - скорость звука в ней), чем металлы. Поэтому при переходе ударной волны из оболочки и облицовки кумулятивной выемки ДУЗ в ЛКП будет иметь место скачкообразный спад давления на фронте этой волны, что приведет к снижению кумулятивного эффекта. Так, по данным исследований, полученным в 70-х годах в Военной академии им. Ф.Э. Дзержинского (ныне Военная академия РВСН им. Петра Великого) штатное ЛКП, состоящее из одного слоя грунта ВЛ-02 и трех слоев эмали ХВ-124, толщиной 60÷100 мкм снижает предельную толщину пробития преграды (сплав АМг-6) УКЗ-5 более чем на 20%; (расшифровка аббревиатуры УКЗ-5: УКЗ - удлиненный кумулятивный заряда; 5 - калибр или наружный диаметр заряда).3. Reducing the breakdown effect of stained DPS (the main indicator of the effectiveness of charges of a cumulative type). This is caused by the fact that all coatings, without exception, are characterized by significantly greater compressibility (other terms commonly used in the literature: acoustic stiffness of the medium or impedance are the product ρ ₀ c ₀ , where ρ ₀ is the density of the unperturbed medium; with ₀ is the speed of sound in it) than metals. Therefore, during the transition of a shock wave from the shell and the lining of the cumulative recesses of the RCS into the paintwork, an abrupt pressure drop will occur at the front of this wave, which will lead to a decrease in the cumulative effect. So, according to studies obtained in the 70s at the Military Academy. F.E. Dzerzhinsky (now the Military Academy of the Strategic Missile Forces named after Peter the Great) full-time paintwork, consisting of one layer of soil VL-02 and three layers of enamel ХВ-124, with a thickness of 60 ÷ 100 μm reduces the ultimate thickness of penetration of the barrier (alloy AMg-6) UKZ-5 more than 20%; (interpretation of the abbreviation UKZ-5: UKZ - elongated cumulative charge; 5 - caliber or outer diameter of the charge).

4. Недостаточно хорошие санитарно-гигиенические условия труда, потребность в мощной системе вытяжной вентиляции.4. Not enough good sanitary and hygienic working conditions, the need for a powerful exhaust ventilation system.

Из перечисленных выше недостатков второй может быть снижен за счет замены штатной эмали ХВ-124 на эмали ХС-1169 и ХС-1170. ЛКП схем на основе этих эмалей в три раза превосходят по антикоррозийной стойкости в морской воде и в соленом тумане ЛКП штатной схемы (при одинаковом количестве слоев эмали). Время сушки между слоями сокращается с 2÷2,5 часов до 30 минут. ЛКП на основе эмали ХС-1170 превосходят штатное ЛКП по термостойкости (190°С в течение 1 часа), а ЛКП на основе эмали ХС-1169 - по криогенной стойкости. Все остальные недостатки при этом сохраняются.Of the above disadvantages, the second can be reduced by replacing the standard enamel XB-124 with enamel XC-1169 and XC-1170. LPC schemes based on these enamels are three times superior in corrosion resistance in sea water and in salt fog. LCP of the standard scheme (with the same number of enamel layers). The drying time between layers is reduced from 2 ÷ 2.5 hours to 30 minutes. LCPs based on the XC-1170 enamel are superior to regular LPCs in terms of heat resistance (190 ° C for 1 hour), and LPCs based on the XC-1169 enamel are superior in cryogenic resistance. All other shortcomings remain.

Попытка замены ЛКП для защиты ДУЗ от коррозии главным образом в средах, содержащих хлориды металлов (например, в морской воде), на поверхностное кадмирование исходной трубы-заготовки должного результата не дала. Во-первых, акустическая жесткость Cd меньше жесткости Сu, поэтому покрытие кумулятивной выемки ДУЗ даже очень тонким слоем кадмия неминуемо снижает пробивную способность заряда. Так, экспериментально подтвержден тот факт, что наличие покрытия из кадмия толщиной примерно 6 мкм снижает предельную глубину пробития алюминиевой преграды АМг-6 того же УКЗ-5 примерно на 14%. Кроме того, поскольку покрытие наносится на пустую трубу-заготовку, то после ее снаряжения ВВ и последующего волочения через ряд стальных волок (фильер) покрытие не только утончается (с 15 мкм перед набивкой до 6 мкм после волочения), но и на отдельных участках (особенно в области кумулятивной выемки) теряет сплошность. Поэтому на практике поверх кадмиевого покрытия на ДУЗ наносят штатное ЛКП, что приводит еще к большему снижению пробивной способности заряда.An attempt to replace the paintwork to protect DPS from corrosion mainly in environments containing metal chlorides (for example, in sea water) with surface cadmium plating of the original billet pipe did not give the desired result. Firstly, the acoustic rigidity of Cd is less than the rigidity of Cu, therefore, coating a cumulative cavity of a DPS even with a very thin layer of cadmium will inevitably reduce the breakdown ability of a charge. Thus, the fact that the presence of a cadmium coating with a thickness of about 6 μm reduces the maximum penetration depth of the aluminum barrier AMg-6 of the same UKZ-5 by about 14% is experimentally confirmed. In addition, since the coating is applied to an empty billet pipe, after it is equipped with explosives and subsequent drawing through a series of steel dies (dies), the coating not only becomes thinner (from 15 μm before packing to 6 μm after drawing), but also in separate areas ( especially in the area of cumulative excavation) loses continuity. Therefore, in practice, full-time paintwork is applied over the cadmium coating on the DPS, which leads to an even greater decrease in the breakdown ability of the charge.

Известен способ изготовления поверхностных покрытий и металлических изделий, в основу которого положен парофазный метод термического разложения легколетучих соединений металлов, в частности, карбонилов - соединений металлов с монооксидом углерода СО (описание изобретения SU №353715 A1, M.кл. А61с 13/08, 1972). Это - либо кристаллические, либо жидкие, либо газообразные вещества, обладающие одним общим свойством - нестойкостью при их нагревании. Соединения при этом разлагаются, СО улетучивается, а металлы осаждаются, покрывая окружающие предметы монолитной пленкой, атомы которой так близко прилегают друг к другу, что образуют почти теоретическую плотность. Изделие (модель, подложку) практически из любого металлического или неметаллического материала, способного выдерживать кратковременный нагрев до температуры 120°С, помещают в камере, заполненной азотом или другим инертным газом. Инфракрасными излучателями, помещенными снаружи камеры, изделие нагревают до 120°С, а в камеру подают карбонил, нагретый до температуры 25°С. За 15 минут поверхность модели «одевает» монолитный слой металла карбонила толщиной примерно в 0,3 мм, причем твердость его (по Винкерсу) равна примерно 1500 кГ/мм². Получаемое покрытие практически свободно от пор. Скорость осаждения металла при карбонильном методе в 20 раз выше по сравнению с гальваническим методом. Регулировать толщину покрытия можно временем пребывания модели в камере, а контролировать ее с погрешностью, не превышающей нескольких ангстремов, можно кварцевым осциллятором.A known method of manufacturing surface coatings and metal products, which is based on the vapor-phase method of thermal decomposition of volatile metal compounds, in particular carbonyls - metal compounds with carbon monoxide CO (description of the invention SU No. 353715 A1, M.cl. A61c 13/08, 1972 ) These are either crystalline, or liquid, or gaseous substances, which have one common property - instability when they are heated. Compounds decompose, CO disappears, and metals precipitate, covering surrounding objects with a monolithic film, whose atoms are so close to each other that they form an almost theoretical density. The product (model, substrate) of virtually any metallic or non-metallic material capable of withstanding short-term heating to a temperature of 120 ° C is placed in a chamber filled with nitrogen or other inert gas. Infrared emitters placed outside the chamber, the product is heated to 120 ° C, and carbonyl is heated into the chamber, heated to a temperature of 25 ° C. In 15 minutes, the model surface “puts on” a monolithic layer of carbonyl metal with a thickness of about 0.3 mm, and its hardness (according to Winkers) is approximately 1500 kg / mm ² . The resulting coating is almost free from pores. The carbon deposition rate of the carbonyl method is 20 times higher compared to the galvanic method. You can adjust the coating thickness by the time the model stays in the chamber, and you can control it with an error not exceeding several angstroms using a quartz oscillator.

Данный известный способ по назначению, технической сущности и достигаемому результату наиболее близок к предлагаемому.This known method according to purpose, technical nature and the achieved result is closest to the proposed one.

Этим известным способом по сравнению с предыдущим достигается 1) значительное повышение технологичности процесса, связанное с существенным сокращением времени нанесения покрытия, практическим отсутствием потерь материалов, возможностью задавать необходимую толщину покрытия и контролировать ее с высокой точностью, равномерностью нанесения однородного покрытия по всей поверхности ДУЗ, не зависящей от опыта, профессионализма работника и качества материалов и инструмента; 2) получение поверхностного защитного покрытия благородными металлами с чрезвычайно низкой пористостью, с хорошими адгезионными свойствами и высокой паро-, газо- и водонепроницаемостью; 3) получение покрытий из металлов с большей акустической жесткостью, чем материал оболочки ДУЗ (таких, как, например, вольфрам, молибден, никель, хром и др.), что обеспечит дополнительно повышение пробивного действия ДУЗ кумулятивного типа.By this known method, in comparison with the previous one, 1) a significant increase in the processability of the process is achieved, associated with a significant reduction in the time of coating application, practically no loss of materials, the ability to set the required coating thickness and control it with high accuracy, uniformity of application of a uniform coating over the entire surface of the CPS depending on the experience, professionalism of the employee and the quality of materials and tools; 2) obtaining a surface protective coating with noble metals with extremely low porosity, with good adhesive properties and high vapor, gas and water resistance; 3) obtaining coatings from metals with greater acoustic rigidity than the material of the DUZ shell (such as, for example, tungsten, molybdenum, nickel, chromium, etc.), which will provide an additional increase in the breakdown effect of the DUZ of the cumulative type.

Однако, несмотря на перечисленные выше достоинства наиболее близкого к заявленному способа нанесения антикоррозийного покрытия, использование его в «чистом виде» применительно к ДУЗ сопряжено с рядом трудностей. Во-первых, несмотря на то, что температура нагрева, составляющая 120°С, ниже порога термической стойкости ДУЗ с гексогеновым, октогеновым и, тем более, с ГНС-, ГНДС- и НТФА-снаряжением, тем не менее с точки зрения безопасности производства температура поверхности оболочки ДУЗ не должна превышать 80÷85°С. Во-вторых, время процесса нанесения защитного покрытия (и воздействия повышенной температуры) желательно снизить с десятков до нескольких минут. В-третьих, повышение адгезионного сцепления защитного покрытия и снижение его пористости в наиболее близком к заявленному способе является частичным из-за наличия в камере азота или другого инертного газа-носителя, а также из-за образующегося при разложении карбонила газообразного СО.However, despite the above advantages of the closest to the claimed method of applying an anti-corrosion coating, its use in "pure form" in relation to DPS is fraught with a number of difficulties. Firstly, despite the fact that the heating temperature, which is 120 ° C, is lower than the thermal stability threshold of a remote sensing system with hexogen, octogen and, especially, GNS, GNDS, and NTFA equipment, nevertheless, from the point of view of production safety the surface temperature of the DUZ shell should not exceed 80 ÷ 85 ° C. Secondly, it is desirable to reduce the time of the process of applying a protective coating (and exposure to elevated temperature) from tens to several minutes. Thirdly, increasing the adhesion adhesion of the protective coating and reducing its porosity in the closest to the claimed method is partial due to the presence in the chamber of nitrogen or another inert carrier gas, as well as due to the formation of gaseous CO formed during the decomposition of the carbonyl.

Техническое решение по предлагаемому изобретению направлено на достижение технического результата, заключающегося в устранении названных недостатков, а именно:The technical solution according to the invention is aimed at achieving a technical result, which consists in eliminating the above disadvantages, namely:

- в снижении температуры нагрева ДУЗ и температуры осаждения металла из карбонила на поверхность заряда;- to reduce the heating temperature of the DLD and the temperature of deposition of metal from carbonyl on the surface of the charge;

- в сокращении времени покрытия ДУЗ защитным слоем металла;- to reduce the time of coating DUZ with a protective layer of metal;

- в увеличении прочности адгезионного сцепления наносимого металлического покрытия и его газо-, паро-, водонепроницаемости;- to increase the adhesion adhesion strength of the applied metal coating and its gas, vapor, and water tightness;

- в улучшении технологичности процесса покрытия ДУЗ;- to improve the manufacturability of the DUZ coating process;

- в расширении функциональных возможностей карбонильного метода.- in expanding the functionality of the carbonyl method.

Для достижения указанного технического результата предлагаемый способ, как и указанный выше известный, наиболее близкий к нему, включает термостатирование размещенного в рабочей камере изделия, представляющего собой в частном случае детонирующий удлиненный заряд, и осаждение на его поверхности металла путем разложения исходных металлсодержащих соединений карбонильной группы в потоке газа-носителя.To achieve the specified technical result, the proposed method, like the above known, closest to it, includes thermostating of the product located in the working chamber, which in a particular case is a detonating elongated charge, and deposition of metal on its surface by decomposition of the initial metal-containing compounds of the carbonyl group in carrier gas flow.

В отличие от наиболее близкого известного в способе по предлагаемому изобретению термостатирование осуществляют при температуре 80÷85°С в течение 3÷5 минут; в качестве исходных металлсодержащих соединений и газа-носителя используют карбонилы металлов, акустическая жесткость которых больше и/или не меньше жесткости материала оболочки ДУЗ, и сероводород соответственно. При этом пары карбонила металла и сероводород подают одновременно со скоростью, равной 1,0÷1,5 г/час и 0,1÷0,2 г/час соответственно при остаточном давлении в рабочей камере 10^-1÷10 Па.In contrast to the closest known in the method according to the invention, thermostating is carried out at a temperature of 80 ÷ 85 ° C for 3 ÷ 5 minutes; as the starting metal-containing compounds and carrier gas, metal carbonyls are used, the acoustic rigidity of which is greater and / or no less than the rigidity of the shell material of the RCS, and hydrogen sulfide, respectively. In this case, a pair of metal carbonyl and hydrogen sulfide are supplied simultaneously with a speed of 1.0 ÷ 1.5 g / h and 0.1 ÷ 0.2 g / h, respectively, with a residual pressure in the working chamber of 10 ^-1 ÷ 10 Pa.

Благодаря тому, что в качестве газа-носителя предлагается использовать сероводород, подаваемый в рабочую камеру одновременно с парами карбонила, а сама камера вакуумируется, уменьшается пористость покрытия (отсутствует инертный газ-носитель; выделяющийся в результате разложения карбонила монооксид углерода, вступая в реакцию с сероводородом, образует твердые углерод, серу и воду), увеличивается прочность адгезионного сцепления наносимого металлического покрытия, сокращается время, необходимое для нанесения покрытия.Due to the fact that it is proposed to use hydrogen sulfide as a carrier gas, supplied to the working chamber simultaneously with carbonyl vapors, and the chamber is evacuated, the porosity of the coating decreases (there is no inert carrier gas; carbon monoxide released as a result of decomposition of carbonyl reacts with hydrogen sulfide forms solid carbon, sulfur and water), the adhesion adhesion of the applied metal coating increases, the time required for coating is reduced.

Вакуумирование рабочей камеры до остаточного давления 10^-1÷10 Па позволяет снизить температуру нагрева защищаемого изделия (детонирующего удлиненного заряда) со 120°С до вполне безопасных 80÷85°С. Кроме того, уменьшается вероятность перехода образующейся в результате реакции воды в парообразное состояние. Время термостатирования ДУЗ и скорости процессов подачи паров карбонила и газа-носителя (сероводорода) установлены экспериментально, исходя из условий обеспечения высокой технологичности процесса при высоком качестве защитного покрытия.Vacuuming the working chamber to a residual pressure of 10 ^-1 ÷ 10 Pa allows you to reduce the heating temperature of the protected product (detonating elongated charge) from 120 ° C to a completely safe 80 ÷ 85 ° C. In addition, the probability of the formation of water resulting from the reaction in a vapor state decreases. The time of temperature control of the DLD and the speed of the carbonyl vapor and carrier gas (hydrogen sulfide) vapor supply processes were established experimentally, based on the conditions for ensuring high processability of the process with a high quality of the protective coating.

Предложенный способ позволяет наносить покрытия разнообразных металлов любой толщины практически на любые материалы (как металлические, так и неметаллические - полимеры и минеральные материалы природного и искусственного происхождения, выдерживающие кратковременный нагрев до температуры 80÷85°С) и любой формы. Представляется возможным изготавливать, в частности, прецезионные кумулятивные облицовки для осесимметричных зарядов любого профиля из любых металлов, включая вольфрам или обедненный уран, чем обеспечивается расширение функциональных возможностей предлагаемого способа.The proposed method allows the coating of various metals of any thickness on virtually any materials (both metallic and non-metallic - polymers and mineral materials of natural and artificial origin that can withstand short-term heating to a temperature of 80 ÷ 85 ° C) and any shape. It seems possible to produce, in particular, precision cumulative linings for axisymmetric charges of any profile from any metals, including tungsten or depleted uranium, which ensures the expansion of the functionality of the proposed method.

Claims

A method of applying a corrosion-resistant coating to a metal shell of a detonating elongated charge, comprising thermostating a detonating elongated charge placed in a working chamber and depositing metal on its surface by decomposing the vapors of the initial metal-containing compound of the carbonyl group in a carrier gas stream, characterized in that thermostating is carried out at a temperature of 80- 85 ° C for 3-5 minutes, metal carbonyl is used as the starting metal-containing compound of the carbonyl group, the acoustic rigidity of which is not less than the hardness of the metal of the detonating elongated charge shell, and hydrogen sulfide is used as the carrier gas, while the metal carbonyl vapor and hydrogen sulfide are simultaneously supplied at a speed of 1.0-1.5 g / h and 0.1-0 , 2 g / hour, respectively, with a residual pressure in the working chamber of 10 ^-1 -10 Pa.