Способ взрывного нанесения покрытий из порошкообразных материалов

 

Изобретение относится к области прессования энергией взрыва порошкообразных материалов, в частности к получению покрытий на изделиях, и может использоваться в химической, атомной, машиностроительной и других отраслях промышленности. С целью упрощения технологии при нанесении покрытий и уменьшения расхода порошкообразного материала во внутреннюю полость, образованную при сборке цилиндрической поверхности изделия и трубной оболочки, последовательно засыпают чередующимися слоями инертный и наносимый материалы, при этом их разделяют кольцевыми перегородками. С целью улучшения качества покрытий из металлополимерных материалов термообработку полученной заготовки ведут при температуре 0,9 - 0,95 от температуры плавления полимера в течение 5 - 10 мин на 1 мм толщины кольцевого покрытия. 1 з. п. ф - лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области прессования энергией взрыва порошкообразных материалов, в частности к получению покрытий на изделиях, и может использоваться в химической, атомной, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является упрощение технологии нанесения кольцевых покрытий, уменьшение расхода порошкообразного материала и улучшение качества покрытия из металлополимерных материалов.

Цель достигается тем, что внутреннюю полость, образованную при сборке цилиндрической поверхности изделия и трубной оболочки, последовательно засыпают чередующимися слоями инертного и наносимого материалов, при этом их разделяют кольцевыми перегородками, а термообработку полученной заготовки ведут при температуре 0,9-0,95 от температуры плавления полимера в течение 5-10 мин на 1 мм толщины кольцевого покрытия.

Нижний температурный предел термообработки полученной заготовки установлен из условия начала интенсивного образования химических связей между металлом и полимером, а верхний предел из условиях исключения "сползания" покрытия с поверхности заготовки.

Нижний временной предел термообработки установлен из условия достаточности для "спекания" покрытия по его толщине, а верхний временной предел экономией электрической энергии, расходуемой на термообработку.

Таким образом, отличительные признаки заявляемого объекта сообщают ему новые технические свойства: возможность одновременного нанесения нескольких кольцевых покрытий, размещение их на заданном расстоянии друг от друга, образование химических связей между металлом и полимером и "спекание" порошкообразного покрытия на всей толщине, что приводит к упрощению технологии нанесения кольцевых покрытий, уменьшению расхода порошкообразного материала и улучшению качества покрытия из металлополимерных материалов.

На чертеже изображена схема взрывного нанесения кольцевых покрытий из порошкообразных материалов.

На грунт 1 укладывают подложку 2, на которую устанавливают ампулу, состоящую из днища 3, соединенного с трубной оболочкой 4. В цилиндрическую полость днища вставляют конце цилиндрического изделия 5. Внутреннюю полость, образованную при сборке изделия 6 и трубной оболочки 5, наполняют последовательно чередующимися слоями инертного 6 и наносимого 7 материалов, при этом между ними размещают кольцевые перегородки 8. На верхний конец цилиндрического изделия надевают конусообразную крышку 9, которую ввинчивают в трубную оболочку. Ампулу помещают в контейнер 10, емкость которого заполняют взрывчатым веществом 11. Инициирование заряда взрывчатого вещества осуществляют электродетонатором 12.

После взрывного нанесения покрытия полученную заготовку термообрабатывают при температуре, достаточной для интенсивного образования химических связей между металлом и полимером, но исключающей процесс "сползания" покрытия с цилиндрической поверхности заготовки.

Время термообработки ограничивают, с одной стороны, требованием "спекания" покрытия по всей толщине, а с другой стороны экономией электрической энергии. После проведения термической обработки трубную оболочку разрезают по образующей и удаляют, получая готовое изделие.

П р и м е р. Применялась трубная стальная оболочка с толщиной стенки 2 мм и внутренним диаметром 50 мм. Длина этой трубной оболочки составляла 236 мм. По концам этой трубной оболочки нарезалась внутренняя резьба. В нее ввинчивалось днище толщиной 6 мм, в котором имелось цилиндрическое углубление диаметром 30 мм и глубиной 3 мм. В это углубление вставлялся конец стального цилиндрического изделия из Ст.3 диаметром 30 мм и длиной 230 мм.

Внутреннюю полость, образованную при сборке изделия и трубной оболочки, заполняли порошком, слой которого образовывали следующим образом. На дно пустотелой полости насыпали инертный материал (речной песок или соль) высотой 30 мм и на цилиндрическую поверхность изделия надевалась кольцевая картонная перегородка с внутренним диаметром 30 мм и внешним диаметром 50 мм. Эта прокладка опускалась до контакта с инертным материалом. На дно перегородки насыпался слой наносимого материала: смесь 50% железа и 50% фторопласта высотой 20 мм, на который также опускалась прокладка из картона. Таким образом, осуществлялось чередование слоев инертного и наносимого материалов до заполнения всей внутренней полости, после чего в верхний конец трубной оболочки ввинчивалась конусообразная крышка, при этом верхний конец цилиндрической заготовки входил в углубление крышки. На собранную таким образом ампулу надевался картонный контейнер диаметром 80 мм, внутренняя полость контейнера заполнялась взрывчатым веществом АТ1, имеющим скорость детонации 2700-2800 м/с, и в середину контейнера вставлялся электродетонатор. После взрывного нанесения покрытий заготовка термообрабатывалась при 360-380^оС в течение 25-50 мин, а затем исследовались физико-механические свойства материала покрытия. Данные испытания приведены в таблице.

Из приведенной таблицы видно, что предлагаемый способ взрывного нанесения покрытий из порошкообразных материалов позволяет одновременно наносить несколько кольцевых слоев на цилиндрическую поверхность изделия и одновременно уменьшать расход порошка.

Проведение спекания порошкообразных покрытий в оптимальном температурно-временном диапазоне существенно улучшает их качество.

Таким образом, предлагаемая технология взрывного нанесения покрытий из порошкообразных материалов на цилиндрическую поверхность изделия позволяет повысить прочность покрытия; уменьшить расход порошкообразного материала; повысить твердость покрытия.

Формула изобретения

1. Способ взрывного нанесения покрытий из порошкообразных материалов на цилиндрическую поверхность изделий, включающий размещение порошка между поверхностью изделий и трубчатой оболочкой, напрессовку порошка на поверхность изделия и термообработку, отличающийся тем, что размещение порошка осуществляют путем засыпки в зазор между изделием и оболочкой чередующихся по высоте слоев порошка покрытия и инертного материала, причем слои разделяют кольцевыми прокладками.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве порошка покрытия используют металлополимерный материал, а термообработку проводят при температуре 0,9 0,95 температуры давления полимера в течение 5 10 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5