Загрузка...
скачать
Реферат на тему:

Холодное газодинамическое напыление



План:

    Введение
  • 1 История
  • 2 Холодное газодинамическое напыление высокого давления
  • 3 Холодное газодинамическое напыление низкого давления
  • 4 Достоинства технологии
  • 5 Покрытия
  • 6 Материалы покрытий
  • 7 Материалы основы
  • 8 Структура
  • 9 Свойства
  • 10 Применение
  • Литература
    Примечания

Введение

Холодное газодинамическое напыление (ХГН) (англ. Cold Spray) металлических покрытий — это процесс формирования металлических покрытий при соударении холодных (с температурой, существенно меньшей температуры плавления) металлических частиц, ускоренных сверхзвуковым газовым потоком до скорости несколько сот метров в секунду, с поверхностью обрабатываемой детали. При ударах нерасплавленных металлических частиц о подложку происходит их пластическая деформация и кинетическая энергия частиц преобразуется в тепло и, частично, в энергию связи с подложкой, обеспечивая формирование сплошного слоя из плотно упакованных металлических частиц.

Основной особенностью ХГН является отсутствие высоких температур в процессе формирования металлических покрытий, следовательно, отсутствие окисления материалов частиц и основы, процессов неравновесной кристаллизации, высоких внутренних напряжений в обрабатываемых деталях.

К настоящему времени существуют две основных разновидности ХГН:


1. История

Явление закрепления твердых металлических частиц на поверхности преграды было обнаружено в экспериментальных исследованиях обтекания тел сверхзвуковыми гетерофазными потоками, выполнявшихся в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН СССР (ИТПМ) [1, 2, [1].

В последующем в исследования и разработки, связанные как с физикой процессов, происходящих при ХГН, так и с созданием оборудования для ХГН и способов его практического применения включились исследовательские и производственные предприятия разных стран. Детальный обзор интеллектуальной собственности, созданной в области холодного газодинамического напыления, представлен в [5]. В настоящее время в мире серийно производятся несколько типов оборудования для ХГН высокого давления — компанией CGT [www.cgt-gmbh.com], для ХГН низкого давления — компаниями ОЦПН [2] и CenterLine [3]-(по лицензии ОЦПН). В практике промышленного применения применятся портативное оборудование ДИМЕТ®, выпускаемое Обнинским центром порошкового напыления [4].


2. Холодное газодинамическое напыление высокого давления

[5]

3. Холодное газодинамическое напыление низкого давления

[6; [6], [7]

Суть технологии ХГН низкого давления (см. рис.) состоит в следующем: 1 — сжатый воздух давлением 0,5-1,0 МПа подается в нагреватель, нагревается там до 400—600 град. С; 2 — поступает в сверхзвуковое сопло; 3 — порошковый материал, представляющий собой механическую смесь металлических и керамических частиц, подается в сверхзвуковой поток воздуха за критическим сечением сопла, в ту его часть, где давление в потоке несколько ниже атмосферного давления; 4 — частицы ускоряются воздушным потоком до скорости 300—600 м/с; 5 — частицы взаимодействуют с поверхностью преграды, формируя на ней металлокерамическое покрытие


4. Достоинства технологии

• для работы необходим только сжатый воздух и электроэнергия;

• нет нагрева и окисления металла частиц и подложки, деформаций, изменения структуры металлов (температура подложки меньше 100—150 град С ;

• нет вредных и агрессивных газов, веществ, излучений и др. опасных факторов;

• технологическая простота нанесения покрытий.

5. Покрытия

[8]

6. Материалы покрытий

Технология позволяет создавать алюминиевые, медные, цинковые, оловянные, свинцовые, никелевые и другие металлические покрытия. В качестве керамической примеси обычно используется оксид алюминия, хотя могут быть использованы и другие материалы, отличающиеся высокой твердостью и температурой плавления.


7. Материалы основы

Металлы, стекло, керамика, ситаллы, гранит, бетон.

8. Структура

Покрытия, создаваемые таким способом, представляют собой металлическую матрицу с внедренными в нее керамическими частицами (см. рис.)

9. Свойства

Покрытия характеризуются высокой прочностью, хорошими эксплуатационными свойствами и могут наноситься любой толщиной.

10. Применение

Технология находит широкое применение в различных отраслях промышленности для решения целого ряда задач по нанесению металлических покрытий [9] в машиностроении, авиакосмической технике, электротехнике, нефте- газодобыче, переработке, на газоперекачивающих станциях магистральных газопроводов, в судостроении, судоремонте, атомной энергетике, железнодорожном транспорте, метро, ремонте автомобильной, дорожной и специальной техники, в декоративно-прикладном искусстве:

  • восстановление утраченного металла в производстве (например, отливок [10]) деталей и ремонте эксплуатационного износа и повреждений в ремонте деталей машин, технологического оборудования и транспортных средств любого назначения;
  • ремонт форм [11], дорнов, каландров [12], и др.;
  • нанесение электропроводящих покрытий на металлы [13], стекло [14], керамику [15];
  • нанесение подслоев под пайку [16];
  • герметизация течей емкостей, трубопроводов, теплообменников (особенно тонкостенных [17]), масло- газонаполненных трансформаторов [18], и т. п.;
  • восстановление нормативных геометрических параметров деталей газоперекачивающих аппаратов [;http://www.dimet-r.narod.ru/application/spec03.html];
  • нанесение покрытий, предотвращающих адгезионное схватывание [19];
  • ремонт подшипников скольжения [20];
  • ремонт посадочных мест подшипников [21];
  • восстановление поверхностей гидроштоков [22];
  • защита от коррозии [23];
  • восстановление исторических скульптурных памятников [24], художественная обработка стекла, керамики, металлов, реставрация ретроавтомобилей [25].

Литература

1. Алхимов А. П., Нестерович Н. И., Папырин А. Н. Экспериментальное исследование обтекания тел сверхзвуковым двухфазным потоком. — ПМТФ, 1982, № 2, с.66-74.

2. Алхимов А. П., Косарев В. Ф., Папырин А. Н. Метод «холодного» газодинамического напыления. — Докл. АН СССР, 1990, т.315, № 5, с.1062-1065.

3. Алхимов А. П., Клинков С. В., Косарев В. Ф., Фомин В. М. Холодное газодинамическое напыление. Теория и практика. — М. Физматлит, 2010, 536 с.

4. Каширин А. И., Шкодкин А. В. Газодинамическое напыление металлических покрытий — возникновение метода и его современное состояние. — Упрочняющие технологии и покрытия. 2007, № 12(36), с. 22-33.

5. E.Irissou, J.-G.Legoux, A.N.Ryabinin, B.Jodoin, C.Moreau. Review on Cold Spray Process and Technology: Part I — Intellectual Property. Journal of Thermal Spray Technology, 2008, V. 17(4), pp. 495–516

6. Буздыгар Т. В., Каширин А. И., Клюев О. Ф. Портнягин Ю. И. Способ получения покрытий. — Патент РФ № 2038411, 1993.


Примечания

скачать

Данный реферат составлен на основе статьи из русской Википедии. Синхронизация выполнена 16.07.11 22:54:11

Похожие рефераты: Газодинамическое управление вектором тяги (ГУВТ), Напыление, Детонационное напыление, Газопламенное напыление, Плазменное напыление, Напыление с оплавлением, Газотермическое напыление, Высокоскоростное газопламенное напыление, Напыление с поддержкой ионным лучом.

Категории: Материаловедение, Производственные процессы и операции, Технологии машиностроения, Металловедение, Антикоррозионная защита, Упрочнение поверхностей.

Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike.