V. Параметри детонаційної хвилі, продуктів її розпаду і потоку напилених частинок

Найбільш значущими параметрами є температура, ентальпія і швидкість газового потоку в середині каналу ствола і на виході з нього. В основному ці параметри залежать від складу і витрати робочої детонуючої газової суміші. Температуру детонаційної хвилі (Т_дх) оцінюють значеннями 4000-5700ºК, а швидкість (V_дх) 2000-3000 м/с. Продукти розпаду детонаційної хвилі мають менші показники: Т_пр= 3000-4000ºК, V_пр= 1000-2000 м/с.

При детонаційному вибуху тиск газової суміші, що розвивається у середині каналу ствола, складає 0,2-075 МПа. Слід зазначити, що всі параметри вихідної газової суміші (тиск, температура, густина і об'єм) змінюються у момент вибуху стрибкоподібно. Дульне полум'я, що утворюється на виході із ствола, в нагріві і прискоренні напилених частинок суттєвої ролі не грає. Швидкість і температура полум'я швидко знижуються на відстані 40-70 мм від зрізу ствола.

Параметри потоку напилених частинок характеризуються наступними величинами. Температура частинок в більшості випадків нижча за температуру плавлення матеріалу, що розпилюється. Певно слід обирати температури нагріву частинок близькими до температури солідуса. Розплавлені частинки при їх високих швидкостях у момент удару мають розбризкуватися. Експериментами показано, що при детонаційно-газовому напиленні температура частинок поблизу поверхні напилення може досягати 1673-1873°К і більш. Швидкість частинок знаходиться в межах 800-1500 м/с. Прагнуть до реалізації максимальних швидкостей. Це полегшує утворення міцних зв'язків при контактуванні. Високошвидкісні потоки частинок забезпечують отримання найякісніших покриттів із всіх методів газотермічного напилення. Пористість покриттів не перевищує 1%, адгезійна міцність може перевищувати 100 МПа. Розподіл швидкості і температури частинок по осі потоку і в перетинах підкоряється загальним закономірностям газотермічного напилення. Проте при ДГН воно значно більш сприятливе. У багатьох випадках розкидом цих параметрів можна нехтувати. Виняток становлять периферійні частинки, що знаходяться в ділянках біля стінок каналу ствола.

Взаємодія нерозплавлених напилених частинок з газовою фазою не приводить до суттєвої зміни їх хімічного складу. Проте, слід враховувати окислювально-відновний потенціал високотемпературної газової суміші і можливість утворення в ній вільного вуглецю у вигляді сажі. В потоках нерозплавлених частинок слабо виявляються такі процеси, як випаровування, сублімація і дисоціація.

Густина потоку частинок по плямі напилення, як і при інших методах газотермічного напилення, підкоряється закону нормального розподілу. Інтегральна густина частинок по плямі напилення складає 10³-10⁵ ч/см²·с. Параметри потоку частинок визначають коефіцієнт використання порошку. Для цього методу К_м = 0,3-0,6.

Основні переваги і недоліки ДГН

а) Основні переваги:

        1) висока якість напилених покриттів;

        2) можливість напилення покриттів на холодні вироби;

        3) достатньо висока продуктивність (1-12 кг/г);

4)  широка номенклатура напилених матеріалів;

5) невисока чутливість до стану поверхні.

6) можливість напилення на вироби практично будь-якої форми і розмірів;

7) незначна взаємодія частинок з газами.

б) Основні недоліки:

1) утруднено нанесення покриттів на вироби з підвищеною твердістю поверхні (HRC>60);

2) складність формування покриттів з порошків з малою питомою масою (карбід титану і ін.);

3) високий рівень шуму (до 140 дБ і більш). Тому напилення ведуть в звукоізолюючих боксах;

            4) достатньо висока вартість устаткування.

Способи і технологічні особливості електродугової металізації (ЕДМ)