Характеристики

ISBN/ISSN 5-7782-0556-2
Год издания 2006
Автор Алхимов А.П., Косарев В.Ф., Плохов А.В.
Вид издания мон.НГТУ
Кафедра ММ
Факультет МТФ
180 руб.

Представлен новый метод нанесения покрытий – холодное газодинамическое напыление (ХГН), заключающийся в воздействии на обрабатываемое изделие высокоскоростным потоком мелких (< 50 мкм) металлических частиц,
ускоряемых сверхзвуковой струей холодного или слабоподогретого газа. Изложены научные основы технологии холодного газодинамического напыления и, в частности, описаны: газодинамические установки для формирования
сверхзвуковых двухфазных потоков (газ + твердые частицы); системы лазерной диагностики. Приведены данные, отражающие характер ударного взаимодействия частиц с преградой, их высокоскоростной деформации и пластического растекания материала частиц; особенности локального энерговыделения и интенсификации физико-химического взаимодействия на границах контакта с возникновением химических связей и образованием покрытий ХГН. Представлены данные о микроструктуре и физико-технических свойствах материалов покрытий.
Настоящая монография будет полезна материаловедам, специалистам технологам, занимающимся разработкой технологических процессов напыления и конструированием новых материалов, а также аспирантам и студентам,
специализирующимся в данной области знаний.

Представлен новый метод нанесения покрытий – холодное газодинамическое напыление (ХГН), заключающийся в воздействии на обрабатываемое изделие высокоскоростным потоком мелких (< 50 мкм) металлических частиц,
ускоряемых сверхзвуковой струей холодного или слабоподогретого газа. Изложены научные основы технологии холодного газодинамического напыления и, в частности, описаны: газодинамические установки для формирования
сверхзвуковых двухфазных потоков (газ + твердые частицы); системы лазерной диагностики. Приведены данные, отражающие характер ударного взаимодействия частиц с преградой, их высокоскоростной деформации и пластического растекания материала частиц; особенности локального энерговыделения и интенсификации физико-химического взаимодействия на границах контакта с возникновением химических связей и образованием покрытий ХГН. Представлены данные о микроструктуре и физико-технических свойствах материалов покрытий.
Настоящая монография будет полезна материаловедам, специалистам технологам, занимающимся разработкой технологических процессов напыления и конструированием новых материалов, а также аспирантам и студентам,
специализирующимся в данной области знаний.



ОГЛАВЛЕНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ...............................................15
ВВЕДЕНИЕ.............................................................................23
ГЛАВА 1. ПОРОШКОВОЕ НАПЫЛЕНИЕ..............................27
1.1. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПОРОШКОВОГО
НАПЫЛЕНИЯ .........................................................................28
1.2. МЕТОД ХОЛОДНОГО ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО
НАПЫЛЕНИЯ...........................................................................32
ГЛАВА 2. УСКОРЕНИЕ ЧАСТИЦ ПОТОКОМ ГАЗА ........... ...35
2.1. ТЕЧЕНИЕ ЧИСТОГО ГАЗА ......................................... ....36
2.1.1. Течение газа в сопле большого удлинения.................37
Течение идеального газа.........................................................37
Экспериментальное определение параметров
газового потока на срезе плоского сверхзвукового сопла.....41
Расчет параметров газа внутри сопла........................ ...........47
Расчет средних по сечению параметров потока ...... .............51
2.1.2. Исследование сверхзвуковых струй воздуха,
истекающих из сопла прямоугольного сечения......................55
Профили числа Маха ...............................................................57
Профили избыточной температуры.........................................58
Продольное распределение осевых значений параметров...60
2.1.3. Натекание струи на плоскую безграничную преграду...62
Схема взаимодействия сверхзвуковых струй с преградой ....62
Распределение давления на поверхности преграды..............64
Толщина сжатого слоя...............................................................65
Влияние положения преграды на параметры струи
Колебания струи.........................................................................66
2.1.4. Исследование пристенной струи ....................................69
2.2. ТЕПЛООБМЕН СТРУИ С ПРЕГРАДОЙ..............................72
2.2.1. Методика измерения коэффициента теплообмена.......72
2.2.2. Коэффициент теплообмена ............................................78
2.2.3. Температура поверхности преграды...............................81
2.3. УСКОРЕНИЕ МЕЛКИХ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ГАЗОМ..........85
2.3.1. Основные характеристики дисперсных систем..............85
2.3.2. Ускорение частиц в сопле................................................92
Экспериментальное определение скорости частиц ................94
Сравнение расчетных и экспериментальных данных..............98
2.4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СОПЛА
ПО СКОРОСТИ ЧАСТИЦ В МОМЕНТ УДАРА .........................101
2.4.1. Картина движения газа и частиц ....................................101
2.4.2. Модель расчета параметров газа и частиц ...................103
2.4.3. Результаты оптимизации параметров сопла
по скорости частиц в момент удара .........................................105
2.4.4. Определение температуры частиц в момент удара......109
ГЛАВА 3. УДАРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦ
С ПРЕГРАДОЙ.............................................................................111
3.1. ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИИ МИКРОЧАСТИЦ
ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ УДАРЕ........................................111
3.1.1. Экспериментальная установка и методы измерений.....112
3.1.2. Методика измерений ........................................................114
3.1.3. Статистическая обработка ...............................................115
3.1.4. Результаты микроскопических исследований..................117
3.1.5. Зависимость деформации от скорости удара .................121
3.2. АДГЕЗИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МИКРОЧАСТИЦ
С ПРЕГРАДОЙ .............................................................................123
3.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ПОТОКА ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ
С ПРЕГРАДОЙ И ФОРМИРОВАНИЕ ПОКРЫТИЙ .................   127
3.3.1. Экспериментальная установка..........................................128
Разработка соплового узла большой производительности ......130
Расчет нагревателя газа...............................................................134
3.3.2. Влияние скорости частиц и температуры газа
на процесс формирования покрытия..........................................140
3.3.3. Влияние концентрации частиц на процесс напыления...147
3.4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВУХФАЗНОГО
ПОТОКА С НАГРЕТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ.................................152
3.4.1. Экспериментальная установка..........................................152
3.4.2. Экспериментальные результаты........................................154
3.5. НАПЫЛЕНИЕ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ВОЗБУЖДЕНИЯ
РЕАКЦИЙ СИНТЕЗА......................................................................159
3.5.1. Условия проведения СВС реакций при газодинамическом
напылении ......................................................................................159
3.5.2. Экспериментальная установка и экспериментальные
результаты.......................................................................................161
3.5.3. Анализ покрытий ..................................................................164
3.6. НАПЫЛЕНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПОКРЫТИЙ..........167
3.6.1. Установка многофункционального назначения ..................168
3.6.2. Медь-алюминиевые покрытия..............................................169
3.6.3. Никельсодержащие покрытия ..............................................171
3.6.4. Металл-полимерные покрытия.............................................172
Установка и материалы ..................................................................173
Результаты исследования ..............................................................174
Моделирование трения металл-полимерного композита ............182
ГЛАВА 4. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ
ПОКРЫТИЙ ХГН..............................................................................191
4.1. МИКРОСТРУКТУРА ПОКРЫТИЙ ............................................192
4.2. ПРОЧНОСТЬ СЦЕПЛЕНИЯ ....................................................196
4.3. МИКРОТВЕРДОСТЬ ПОКРЫТИЯ............................................202
4.4. ПЛОТНОСТЬ, ПОРИСТОСТЬ, ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТЬ.......204
4.5. КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ
ПОКРЫТИЙ.......................................................................................207
4.5.1. Методика исследования ........................................................207
4.5.2. Экспериментальные результаты............................................209
4.5.3. Обсуждение результатов исследований................................218
4.5.4. Коррозионные испытания в различных средах.....................223
ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ ХГН .........................229
5.1. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ................................................229
5.1.1. Подготовка порошка ...............................................................229
5.1.2. Подготовка поверхности..........................................................231
5.1.3. Нанесение покрытия................................................................233
5.1.4. Дополнительная обработка покрытий ...................................234
5.1.5. Контроль напыленного изделия .............................................235
5.1.6. Технологические требования к готовой продукции ...............237
5.1.7. Метрологическое обеспечение технологического
процесса..............................................................................................238
5.1.8. Рекомендуемый набор технологического оборудования
и требования, предъявляемые к оборудованию
и технологическим параметрам.........................................................239
5.1.9. Предложения по механизации трудоемких процессов,
рекомендации по автоматизации технологического
процесса...............................................................................................243
Перечень контролируемых параметров с указанием точек
замера в технологической схеме.......................................................243
Диапазон и периодичность измерения ..............................................244
Технологические допустимые пределы погрешности и предел
запаздывания информации по каждому параметру .........................244
Рекомендуемые способы (средства) измерений...............................244
5.1.10. Рекомендации по организации отбора проб и подготовке
проб к анализам ...................................................................................245
5.1.11. Экологическая оценка рекомендуемой технологии, включая
характеристику и количество выбросов и отходов
технологического процесса ..................................................................246
5.1.12. Требования безопасности .............................................. ..........247
5.2. НАНЕСЕНИЕ АНТИКОРРОЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ
НА ТРУБЫ...............................................................................................248
5.2.1. Нанесение антикоррозионных покрытий на внешнюю
поверхность длинномерных труб..........................................................249
Параметры установки ............................................................................251
5.2.2. Нанесение антикоррозионных покрытий на внутреннюю
поверхность длинномерных труб..........................................................252
Параметры установки ............................................................................256
5.3. НАНЕСЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ КОРРОЗИОННО-
СТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ .......257
5.3.1. Описание технологии ....................................................................258
5.3.2. Методика испытания наконечников.............................................259
5.3.3. Результаты испытаний ..................................................................260
5.4. МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО
НАПЫЛЕНИЯ............................................................................................261
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...........................................................................................268
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ..........................................................270

Данные подготавливаются.

Вернуться к списку