Способ получения реакционноспособного композиционного покрытия на основе титана и алюминия Российский патент 2023 года по МПК C23C4/08 C23C4/126 C23C24/08 C23C30/00 

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-прототип нанесения детонационных покрытий (варианты), 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 напыляют смесь на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации. В способе по варианту 1 используют смесь порошковых материалов для напыления покрытия, которая содержит до 25% ультрадисперсных алмазов, до 50% оксида алюминия и остальное - порошок на основе карбида вольфрама. В способе по варианту 2 в ствол пушки детонационной установки устанавливают мишень с нанесенным на ее поверхность покрытием из карбида вольфрама, а в качестве смеси порошковых материалов для напыления покрытия используют смесь, содержащую до 25% ультрадисперсных алмазов 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.

Также известен способ-аналог нанесения реакционно-способного покрытия на основе Ni - А1, описанный в патенте RU 2 744 805 С1, опубл. 15.03.2021, бюл. №8. Сущность способа 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.

Недостатком данного изобретения является низкое качество формируемого покрытия, его пониженная чувствительность к ударно-волновому воздействию.

Задачей данного изобретения является создание способа нанесения реакционно-способного покрытия на основе титана и алюминия повышенной эффективности.

Технический результат изобретения заключается в создании способа, повышающего качество реакционно-способного покрытия на основе титана и алюминия, нанесенного с использованием энергии детонации.

Технический результат достигается тем, что в способе получения реакционно-способного композиционного покрытия на основе титана и алюминия готовят реакционно-способную композиционную смесь порошковых материалов титана и алюминия при следующем соотношении Ti - 40-60% и Al - 40-60%, проводят активирование указанной приготовленной смеси в мельнице-активаторе, подают активированную смесь из одного дозатора в детонационную установку, заполненную детонирующей газовой смесью, и осуществляют нанесение упомянутой активированной смеси на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации газовой смеси.

Сущность заявленного изобретения поясняется следующими примерами:

Пример №1.

Порошки титана и алюминия смешивали в массовом соотношении 1:1 соответственно. Для напыления использовалась детонационная установка.

Изготавливают смесь порошковых материалов, включающую 50% порошка титана и 50% порошка алюминия. Далее в ствол детонационной установки, заполненной детонирующей газовой смесью (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 60% порошка титана (Ti), 40% порошка алюминия (Al). Затем активируют полученную смесь в лабораторной мельнице-активаторе. Далее в ствол детонационной установки, заполненной детонирующей газовой смесью (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.

Рентгенофазовый анализ полученных покрытий (Фиг. 1) показывает, что данный способ нанесения успешно формирует покрытие на основе титана и алюминия, не образуя при этом интерметаллидных фаз. Количество кислорода в покрытии не превышает 15% и обусловлено наличием частиц оксида алюминия в исходных продуктах (Фиг. 2). Металлографический анализ полученных покрытий показал, что в их структуре имеются фазы с различной дисперсностью.

Сравнительные испытания по запреградному зажигательному действию и чувствительности покрытия Ni-Al и покрытия на основе титана и алюминия показали, что при идентичных ударно-волновых воздействиях наблюдается значительно более выраженный запреградный зажигательный эффект у облицовки типа «ударное ядро» с покрытием на основе титана и алюминия. Преимущество эффективности покрытия на основе титана и алюминия наблюдается на кадрах видеозаписи сравнительных испытаний (Фиг. 3).

Изобретение относится к способу получения реакционноспособного композиционного покрытия на основе титана и алюминия. Готовят реакционноспособную композиционную смесь порошковых материалов титана и алюминия при следующем соотношении Ti – 40-60 % и Al – 40-60 %. Проводят активирование указанной приготовленной смеси в мельнице-активаторе. Подают активированную смесь из одного дозатора в детонационную установку, заполненную детонирующей газовой смесью, и осуществляют нанесение упомянутой активированной смеси на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации газовой смеси. Обеспечивается повышение качества реакционноспособного покрытия на основе титана и алюминия, нанесённого с использованием энергии детонации. 3 ил., 2 пр.

Способ получения реакционноспособного композиционного покрытия на основе титана и алюминия, отличающийся тем, что готовят реакционноспособную композиционную смесь порошковых материалов титана и алюминия при следующем соотношении Ti – 40-60 % и Al – 40-60 %, проводят активирование указанной приготовленной смеси в мельнице-активаторе, подают активированную смесь из одного дозатора в детонационную установку, заполненную детонирующей газовой смесью, и осуществляют нанесение упомянутой активированной смеси на обрабатываемую поверхность с использованием энергии детонации газовой смеси.