Устройство высокоскоростного напыления покрытий

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ВЫСОКОСКОРОСТНОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Ильющенко Александр Федорович Смирнов Геннадий Васильевич Яркович Александр Михайлович Петров Игорь Валентинович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Устройство высокоскоростного напыления покрытий, состоящее из ствола для сжигания топлива и формирования газопорошковой струи, воспламенителя, отличающееся тем, что в канале установлен топливный элемент из смеси твердого топлива и наносимого порошкового материала, причем топливный элемент имеет коническую полость, увеличивающуюся к открытому торцу, а по переднему торцу элемента расположен кольцевой воспламенитель.(56) 1. Научно-производственное объединение Ремплазма. Плазменное напыление Электронный ресурс.-2010.-Режим доступа /// Дата доступа 17.11.2011. 2. Библиотека технической литературы. Электронный ресурс - //-.// 23/18 Дата доступа 17.11.2011. Полезная модель относится к области технологии машиностроения, в частности к устройствам для газотермического напыления покрытий, и может быть использована в промышленности и сельском хозяйстве для восстановления геометрических размеров рабочих поверхностей деталей, повышения их износостойкости и коррозионной стойкости. Известно устройство - плазменная горелка, которая состоит из плазмотрона, в который подается порошковый материал 1. 84852012.08.30 Недостатками этого устройства являются значительное термическое разложение порошкового материала высокотемпературной (6-10 тысяч градусов) плазменной струей и сложность оборудования. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для высокоскоростного детонационного напыления покрытий, состоящее из ствола, в который подается горючая смесь газов и порошкового материала, воспламенителя для поджига газовой смеси, порошкового питателя, дозирующего устройства, блока поджига 2. Недостатком данного устройства являются ограниченные технологические возможности, вызванные сложностью оборудования, и необходимость электро- и газопитания установки. Задачей полезной модели является расширение технологических возможностей за счет упрощения процесса нанесения покрытия и возможности осуществления его в полевых условиях. Технический результат достигается тем, что в устройстве высокоскоростного напыления покрытий, состоящем из ствола для сжигания топлива и формирования газопорошковой струи, в стволе установлен топливный элемент из твердого топлива в смеси с наносимым порошковым материалом, причем топливный элемент имеет коническую полость, увеличивающуюся к выходу из ствола, а по переднему торцу топливного элемента расположен кольцевой воспламенитель. По мере сгорания топлива объем камеры увеличивается, а для стабилизации процесса горения фронт пламени также увеличивается за счет уменьшения полости в элементах топлива. Кольцевой воспламенитель, в отличие от точечного, который имеется в прототипе,обеспечивает равномерное сгорание топлива по всему фронту горения. Отсутствие дозаторов порошка и газа электрического блока управления дают возможность осуществлять процесс в полевых условиях. Использование заявляемой полезной модели позволит расширить технологические возможности процесса газотермического напыления за счет упрощения процесса нанесения покрытия и возможности осуществления его в полевых условиях. На фигуре представлена схема устройства высокоскоростного напыления покрытий. Устройство высокоскоростного напыления покрытий состоит из ствола 1, в котором установлен топливный элемент из твердого топлива 2 в смеси с наносимым порошковым материалом 3, причем топливный элемент имеет коническую полость 4, увеличивающуюся к выходу из ствола, а по переднему торцу элемента расположен кольцевой воспламенитель 5. Устройство работает следующим образом. Топливный элемент из твердого топлива 2 в смеси с наносимым порошковым материалом 3, расположенный в стволе 1, поджигается по переднему торцу кольцевым воспламенителем 5. В процессе горения кольцевой фронт горения перемещается и площадь горения увеличивается, что компенсирует увеличение объема ствола 1. Продукты горения в смеси с наносимым порошковым материалом 3 на высокой скорости выходят из ствола 1 и наносятся на деталь. Пример Для осуществления работы устройства использовали горючее - баллиститный порох БНК-Р-2, наносимый материал - порошковый сплав ПГ-СР 4, ГОСТ 21448-75, с размером частиц 3050 мкм. Объемное соотношение горючее - порошковый материал 20. Ствол диаметром 14 мм, длиной 200 мм, объем заряда занимал 0,5 объема ствола. Объем конуса 0,25 от объема горючего. Вес пороха 43 г. Вес порошка 103 г. Объем заряда 40 см 3. Дистанция напыления 60 мм. 84852012.08.30 При нанесении покрытий определялись производительность нанесения, кг/час, и коэффициент использования порошкового материала как соотношение массы материала, перешедшего в покрытие, к массе материала, поданного в ствол. Установлено, что при испытании предлагаемого устройства коэффициент использования порошкового материала 3 составил 0,75, а производительность напыления - 3-4 кг/час. Таким образом, предлагаемое устройство, по сравнению с прототипом, обеспечивает одинаковую производительность нанесения, кг/час, и коэффициент использования порошкового материала 3 на 15-20 выше (у прототипа 0,7). При этом предлагаемое устройство проще конструктивно, в использовании и не требует громоздких систем управления. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3