Способ нанесения реакционноспособного композиционного покрытия на основе Ni-AL Российский патент 2021 года по МПК C23C4/126 C23C4/06 

Изобретение относится к химии, металлургии, а именно к способам покрытия путем распыления материала в расплавленном состоянии, например плазменное или дуговое напыление - характеризуемые способом распыления и может быть использовано в оборонной технике и различных видах боеприпасов многофакторного и запреградного действия.

Известен способ детонационного нанесения покрытий и устройство его осуществления, описанный в патенте РФ №2329104, [МПК B05D1/10, В05В7/20 Ульяницкий В.Ю., Штерцер А.А., Злобин С.Б., Кирякин А.Л.; заявитель и патентообладатель Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН (ИГиЛ СО РАН); заявка 2006132224/12 от 30.08.2006. - опубл. 20.07.2008. Бюл. №20]. Устройство содержит открытый с одного конца ствол, поджигатель детонирующей газовой смеси, устройство ввода порошка в ствол, клапаны подачи в ствол горючего газа, окислителя продувочного газа и рабочего газа. Сущность способа состоит в том, что перед заполнением ствола создается зона, заполненная детонирующей газовой смесью. В ствол впускают заданный объем негорючего газа. Перед поджиганием смеси у закрытого конца ствола создают зону, заполненную детонирующей газовой смесью, у открытого конца - зону, заполненную негорючим рабочим газом, а порошок подают в зону негорючего рабочего газа и частицы разгоняют проходящей по негорючему рабочему газу ударной волной. Способ нанесения покрытий является ударно-волновым способом, в котором разгон частиц порошка производят ударной волной, возбуждаемой в негорючем газе расширяющимися продуктами детонации детонирующей газовой смеси.

Недостатком данного способа является ухудшенное качество покрытия.

Известен способ-прототип нанесения детонационных покрытий, описанный в патенте РФ №2542206, опубл. 20.02.2015, бюл. №5. Сущность способа включает засыпку в детонационную установку дозированного количества смеси порошковых материалов для напыления покрытия и напыление ее на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации. В данном способе используется смесь порошковых материалов, содержащую до 25% ультрадисперсных алмазов, до 50% оксида алюминия и остальное оксид алюминия.

Недостатком данного способа-прототипа является низкое качество получаемого покрытия, так как оно не обладает реакционной способностью и не обеспечивает зажигательного действия.

Задачей данного изобретения является создание способа нанесения реакционноспособного покрытия на основе Ni-Al.

Технический результат изобретения заключается в создании способа повышающего качество реакционноспособного покрытия на основе Ni-Al на нанесенного с использованием энергии детонации.

Технический результат достигается тем, что Способ нанесения реакционноспособного композиционного покрытия на основе Ni-Al, включающий засыпку в детонационную установку дозированного количества смеси порошковых материалов для напыления покрытия и нанесение ее на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации, реализуется тем, что предварительно готовят реакционноспособную композиционную смесь на основе Ni-Al предварительно засыпая порошок Ni в первый дозатор, а порошок Al во второй дозатор детонационной установки в пропорции Ni - 55% и Al - 45%, обеспечивают требуемое объемное дозирование порошков, причем смесь предварительно активируют в мельнице-активаторе, а при нанесении перемежают выстрелы с использованием первого и второго дозаторов на режимах нанесения, оптимальных для каждого порошка.

Сущность заявленного изобретения поясняется следующими примерами:

Пример №1.

Порошки никеля и алюминия смешивали в массовом соотношении 2:1 соответственно. Для напыления использовалась детонационная установка CCDS2000 производства ООО «Сибирские технологии защитных покрытий».

Изготавливают смесь порошковых материалов, включающую 55% порошка никеля и 45% порошка алюминия. Далее в ствол детонационной установки, заполненной детонирующей газовой смесью (пропан + воздух, ацетилен + кислород и т.п.), с помощью дозатора подается приготовленная смесь. Затем электрической искрой возбуждается детонация газовой смеси. За счет энергии детонации смесь порошков, разгоняясь и разогреваясь, наносится на обрабатываемую поверхность.

Пример №2.

Изготавливают смесь порошковых материалов, включающую 55% порошка никеля 45% порошка алюминия. Затем активируют полученную смесь в лабораторной мельнице-активаторе (30…60) минут. Далее в ствол детонационной установки, заполненной детонирующей газовой смесью (пропан + воздух, ацетилен + кислород и т.п.), с помощью дозатора подается приготовленная смесь. Затем электрической искрой возбуждается детонация газовой смеси. За счет энергии детонации смесь порошков, разгоняясь и разогреваясь, наносится на обрабатываемую поверхность.

Пример №3.

Для напыления использовалась детонационная установка CCDS2000 производства ООО «Сибирские технологии защитных покрытий». Порошок никеля засыпали в первый дозатор, а порошок алюминия засыпали во второй дозатор детонационной установки. Система дозирования, применяемая по патенту обеспечивает объемное дозирование порошкового материала. Для напыления реакционноспособного покрытия использовали челноки дозаторов с объемом лунок 3 мм³. При напылении перемежали выстрелы с использованием первого и второго дозатора, на режимах напыления, оптимальных для каждого порошка в отдельности. Получаемые покрытия представляли собой композиционный материал с равномерным послойным распределением фаз никеля и алюминия с толщиной не более 1 мкм.

Анализ полученных покрытий показывает возможность получения методами детонационного напыления композитных реакционноспособных покрытий на основе порошков никеля и алюминия, которые представляют однородную композицию. В структуре покрытий фазы алюминия и никеля присутствуют раздельно. В покрытиях обнаружено присутствие кислорода. Количество кислорода в покрытии не превышает 12% и обусловлено наличием частиц оксида алюминия в исходных продуктах. Металлографический анализ полученных покрытий показал, что в их структуре имеются фазы с различной дисперсностью.

Изобретение относится к способам нанесения покрытия путем распыления материала в расплавленном состоянии и может быть использовано в оборонной технике и различных видах боеприпасов многофакторного и запреградного действия. Способ нанесения реакционноспособного композиционного Ni-Al покрытия включает засыпку в детонационную установку дозированного количества порошковых материалов и нанесение их на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации, при этом порошок Ni в детонационной установке засыпают в первый дозатор, а порошок Al засыпают во второй дозатор при их соотношении Ni - 55%, Al - 45%, а нанесение порошков на обрабатываемую поверхность осуществляют, перемежая детонацию с использованием первого дозатора и с использованием второго дозатора при режимах детонации, оптимальных для каждого порошка. Изобретение направлено на повышение качества Ni-Al покрытия, полученного с использованием энергии детонации. 3 пр.

Способ нанесения реакционноспособного композиционного Ni-Al покрытия, включающий засыпку в детонационную установку дозированного количества порошковых материалов и нанесение их на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации, отличающийся тем, что порошок Ni в детонационной установке засыпают в первый дозатор, а порошок Al засыпают во второй дозатор при их соотношении Ni - 55%, Al - 45%, а нанесение порошков на обрабатываемую поверхность осуществляют, перемежая детонацию с использованием первого дозатора и с использованием второго дозатора при режимах детонации, оптимальных для каждого порошка.