Спосіб детонаційного нанесення покриттів

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к способам нанесения металлических покрытий. Известен способ детонационного нанесения покрытий, обеспечивающий получение покрытий толщиной до 1 мм при практически полном отсутствии макронапряжений. Это достигается путем чередования при напылении гранулометрического состава порошка. Недостаток способа заключается в том, что хорошее качество покрытия получено авторами только для порошков на основе Ni и Со, т.е. способ применим для ограниченного круга материалов. Кроме того, необходимость чередования различных фракций порошка при напылении затрудняет применение способа в промышленности (гранулометрический состав выпускаемых порошков регламентирован ГОСТом и не всегда возможно подобрать требуемые фракции). Задачей изобретения является усовершенствование способа детонационного нанесения покрытий путем уменьшения остаточных растягивающих макронапряжений на значительной глубине подложки, что позволяет получить покрытия большой толщины с высокой адгезией к подложке. Поставленная задача решается тем, что в способе детонационного нанесения покрытий, включающем послойное напыление порошка материала покрытия, согласно изобретению, напыление слоев чередуют со струйно-абразивной обработкой абразивом, твердость которого меньше, чем твердость материала покрытия, при соотношении толщины напыляемых слоев к диаметру частицы абразива 0,4-0,7. Твердость абразива должна быть меньше твердости покрытия для того, чтобы стр уйно-абразивная обработка не приводила к абразивному износу покрытия - уменьшению его толщины за счет воздействия абразива. Соотношение толщины покрытия h и диаметра частицы абразива σ играет следующую роль. При струйно-абразивной обработке глубина воздействия на металл составляет ~ 1/3 диаметра частицы абразива. При обработке покрытия на такой глубине создаются сжимающие напряжения, которые компенсируют растягивающие напряжения, существующие в покрытии, и уменьшают уровень искажений кристаллической решетки, фактически снимают макронапряжения. При h/d 0,7, то глубина воздействия абразива недостаточно велика (< 1/2 глубины напыленного слоя) и существенного уменьшения остаточных макронапряжений не происходит. Чередование напыления и струйно-абразивной обработки обеспечивает последовательное снижение остаточных растягивающих макронапряжений при увеличении общей толщины покрытия. Одноразовая обработка поверхности уже полностью нанесенного покрытия позволяет компенсировать макронапряжения только в поверхностной зоне, что при большой толщине покрытия малоэффективно, т.е. не достигается технический результат - получение покрытий большой толщины с высокой адгезией к подложке. Проводили детонационное напыление порошков сплавов ВК-15 и ВСНГН-88 (фракции 60-100 мкм) на полированные пластины из стали 45. Напыление проводили при помощи детонационной установки с длиной ствола 1500 мм, внутренним диаметром 25 мм, глубина подачи порошка 1300 мм, расход его за цикл 80 мг, расстояние от среза ствола до подложки - 150 мм. Напыление вели при полном заполнении ствола, при соотношении в детонирующей смеси С2Н2/О2 = 0.9. Струйно-абразивную обработку проводили при давлении струи 0,5 МПа, угле атаки 30°, концентрации абразивных частиц 20% по массе, длине струи 50мм в течение 1 мин. Абразив - полиэтиленовые шарики различного диаметра. Исследование макронапряжений проводили на рентгеновском дифрактометре ДРОН-2 в железном излучении, исследования по прочности сцепления - на универсальной испытательной машине FU-10000eZ по шти фтовой методике. Результаты исследований макронапряжений и прочности сцепления представлены в таблицах 1 и 2. Как видно из результатов, представленных в таблицах 1 и 2, при соотношении толщины покрытия к диаметру частицы абразива 0,4-0,7 способ обеспечивает нанесение покрытий из исследованных сплавов толщиной до 10 мм, с пониженным уровнем макронапряжений и высокой адгезией к подложке.