Подготовка поверхности детонационной установкой перед напылением покрытия

Аннотация

Предложен способ пескоструйной обработки поверхности перед напылением непосредственно детонационной установкой, имеющей стандартную глубину загрузки порошкового абразивного материала, равную 400 мм. Выполнены расчеты очищающих абразивных частиц порошкового материала из оксида алюминия, и обоснована его грануляция. Измерена шероховатость поверхности образцов, полученных при использовании порошковых абразивных материалов разной зернистости. Исследована микроструктура обработанной поверхности образцов подложек детонационной установкой с глубиной загрузки абразивного порошкового материала 200 и 400 мм. Приведен результат применения подложек из различных материалов (стали, алюминиевых сплавов, например, Ст20 и Д16). Рассчитаны значения скорости, температуры и кинетической энергии частиц, необходимые для получения требуемой шероховатости поверхности подложки. В целях снижения времени между операциями подготовки поверхности и процессом напыления разработана технология обработки поверхности деталей, которую можно применять и для тонкостенных деталей при сохранении их геометрии после пескоструйной обработки. В разработанном способе подготовки поверхности перед детонационным напылением получено значение шероховатости поверхности, необходимое для нанесения покрытий детонационной установкой. Приведен пример использования технологии подготовки поверхности непосредственно детонационной установкой для деталей из сплава алюминия Д16. Показано значительное уменьшение времени процесса пескоструйной обработки поверхности перед напылением детонационного покрытия

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (проект № 125012200581-1)

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Вашин С.А., Рубан Е.А. Подготовка поверхности детонационной установкой перед напылением покрытия. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2026, № 2 (157), c. 69--84. EDN: NNXWTV

Литература

[1] Борисов Ю.С., Харламов Ю.А. Газотермические покрытия из порошковых материалов. Киев, Наукова Думка, 1987.

[2] Витязь П.А., Ивашко В.С., Манойло Е.Д. и др. Теория и практика газопламенного напыления. Минск, Навука і тэхніка, 1993.

[3] Кудинов В.В., Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий. М., Машиностроение, 1981.

[4] Рыкалин Н.Н., Шоршоров М.X., Красулин Ю.Л. Физические и химические проблемы соединения разнородных материалов. Неорганические материалы, 1965, т. 1, № 1, с. 29--36.

[5] Соловьев Б.М., Бурумкулов Ф.Х., Осин А.М. и др. Способ подготовки поверхности перед газотермическим напылением. Патент СССР 1638198. Заявл. 11.05.1988, опубл. 30.03.1991.

[6] Надольский В.О., Навознов А.Н. Способ подготовки поверхности деталей. Патент СССР 1758082. Заявл. 23.10.1989, опубл. 30.08.1992.

[7] Никонова Т.Ю., Жетесова Г.С., Юрченко В.В. Практические рекомендации при подготовке к процессу нанесения покрытий газотермическим напылением длинномерных штоков. Труды университета, 2022, № 3, с. 61--67. DOI: https://doi.org/10.52209/1609-1825_2022_3_61

[8] Ивашко В.С. Прочность сцепления покрытий из самофлюсующихся твердых сплавов. В: Машиностроение. Вып. 2. Минск, Вышэйшая школа, 1979, с. 103--105.

[9] Кудинов В.В., Дружинин Л.К. Получение покрытий высокотемпературным распылением. М., Мир, 1973.

[10] Куприянов И.Л., Геллер М.А. Газотермические покрытия с повышенной прочностью сцепления. Минск, Навука і тэхніка, 1990.

[11] Масино М.А. Организация восстановления автомобильных деталей. М., Транспорт, 1981.

[12] Пантелеева Н.С. Влияние технологических параметров дробеструйной обработки на качество поверхности перед напылением защитных покрытий. Инновации в технологиях и образовании. Сб. ст. уч. XIV Междунар. науч.-практ. конф. Т. 1. Кемерево, КузГТУ, 2021, с. 152--155. EDN: DRMCLC

[13] Джемилов Э.Ш., Ваниев Э.Р., Фатеев К.Э. и др. Способы повышения эффективности пескоструйной обработки деталей. Вестник современных технологий, 2023, № 4, с. 41--48. EDN: LRHWDA

[14] Портных А.И., Смоленцев Е.В., Перова А.В. и др. Пескоструйная подготовка под покрытие металлических поверхностей заготовок. Современные технологии производства в машиностроении. Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж, Научная книга, 2025, с. 32--40. EDN: ZJBVZK

[15] Вохидов А.А. Преимущество использования струйно-абразивной обработки поверхности деталей под напыление. Endless Light in Science, 2022, № 6-6, с. 202--206. EDN: HDMKPV

[16] Бартенев С.С., Федько Ю.П., Григоров А.И. Детонационные покрытия в машиностроении. Л., Машиностроение, 1982.

[17] Вашин С.А., Гераськин В.В., Мухаметова С.С. и др. Способ подготовки поверхности изделия перед нанесением детонационного покрытия. Патент РФ 2545883. Заявл. 30.04.2013, опубл. 10.04.2015.

[18] Вашин С.А., Балдаев Л.Х., Хамицев Б.Г. Способ нанесения газотермического покрытия на поверхность изделия. Патент РФ 2545880. Заявл. 19.07.2013, опубл. 10.04.2015.

[19] Poorman R.M., Sargent H.B., Lamprey H. Method and apparatus utilizing detonation waves for spraying and other purposes. Patent US 2714563. Appl. 07.03.1952, publ. 02.08.1955.

[20] Гавриленко Т.П., Кирякин А.Л., Николаев Ю.А. и др. Автоматизированный детонационный комплекс "Обь" для нанесения порошковых покрытий. СТА, 2006, № 4, с. 46--50.

[21] Гавриленко Т.П., Николаев Ю.А. Расчет процесса детонационно-газового напыления. Физика горения и взрыва, 2007, т. 43, № 6, с. 112--120. EDN: QBDXPL

[22] Ulyanitsky V., Shtertser A., Zlobin S., et al. Computer-aided detonation spraying: from process fundamentals to advanced applications. J. Therm. Spray Tech., 2011, vol. 20, no. 4, pp. 791--801. DOI: https://doi.org/10.1007/s11666-011-9649-6

[23] Шоршоров М.Х., Харламов Ю.А. Физико-химические основы детонационно-газового напыления покрытий. М., Наука, 1978.

[24] Ждан С.А. Моделирование двухфазного потока за детонационной волной. Механика быстропротекающих процессов, 1983, № 62, с. 39--48.

[25] Ждан С.А. Численное моделирование динамики двухфазного потока в стволе детонационной установки при учете дробления частиц. В: Вопросы использования детонации в технологических процессах. Новосибирск, ИГиЛ СО АН СССР, 1986, с. 63--70.

[26] Гавриленко Т.П., Николаев Ю.А. Анализ детонационно-газового способа нанесения порошковых покрытий. В: Вопросы использования детонации в технологических процессах. Новосибирск, ИГиЛ СО АН СССР, 1986, с. 3--16.

[27] Балдаев Л.Х., Хамицев Б.Г., Гавриленко Т.П. и др. Абразивная подготовка напыляемой поверхности с помощью детонационной установки. Упрочняющие технологии и покрытия, 2015, № 10, с. 3--10. EDN: ULDXMZ