устройство для нанесения покрытий из порошковых материалов

Формула изобретения

Устройство для нанесения покрытий из порошковых материалов, содержащее систему подачи двухфазной смеси, питатель-дозатор, камеру смешения и сверхзвуковое сопло, отличающееся тем, что сверхзвуковое сопло выполнено в виде коллектора, связанного с разгонным участком сопла, причем коллектор и разгонный участок сопла имеют форму геликоида с шагом, исключающим взаимодействие друг с другом встречных двухфазных потоков, истекающих из сверхзвуковой части сопла, а система подачи двухфазной смеси выполнена с патрубком ввода, установленным в торец коллектора по касательной к его образующей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам формирования поверхностных слоев покровного типа, в частности, может быть использовано в металлургической и металлорежущей отраслях промышленности (длинномерные изделия пруток, уголок, швеллер, фасонные изделия и т.д.).

Известно устройство для нанесения покрытий, содержащее камеру смешения с соплом, питатель-дозатор с бункером для порошка и систему подачи рабочего газа (авт.св. N 1618777, кл. C 23 C 4/09, 1991).

Известное устройство не позволяет наносить покрытия по всей поверхности протяженной детали без ее вращения вокруг своей оси и продольного перемещения, не обеспечивает разгон частиц до необходимых для формирования покрытия скоростей.

Техническим результатом от использования предложенного изобретения является расширение технологических и функциональных возможностей процесса нанесения покрытий на длинномерные тела различной геометрической формы и размеров по всей поверхности без вращения их вокруг своей оси, и повышение качества покрытий.

Технический результат достигается тем, что устройство для нанесения покрытий из порошковых материалов, содержащее систему подачи двухфазной смеси, питатель-дозатор, камеру смещения и сверхзвуковое сопло, согласно изобретению сверхзвуковое сопло выполнено в виде коллектора, связанного с разгонным участком сопла, причем коллектор и разгонный участок сопла имеют форму геликоида с шагом, исключающим взаимодействие друг с другом встречных двухфазных потоков, истекающих из сверхзвуковой части сопла, а патрубок ввода двухфазной смеси установлен в торец коллектора по касательной к его образующей.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 дан общий вид: на фиг. 2 устройство в разрезе.

Устройство состоит из сверхзвукового сопла 1, выполненного в виде геликоида, патрубка 2 ввода двухфазной смеси, камеры 3 смещения, входных патрубков 4 и 5 подачи рабочего тела (газа) и взвеси частиц.

Сверхзвуковое сопло 1 устройства состоит из коллектора 6 и связанного с ним разгонного сверхзвукового участка 7 сопла, на выходе которого, по его оси, расположена обрабатываемая деталь 8.

Устройство работает следующим образом.

Газ под давлением, подаваемый по входному патрубку 4, и взвесь частиц из питателя-дозатора по патрубку 5 поступают в смесительную камеру 3, где происходит смешивание частиц и газа в необходимых для процесса нанесения покрытия концентрации. Приготовленная таким образом смесь частиц и газа по патрубку 2 ввода поступает в коллектор 6 сопла. Для обеспечения равномерного заполнения двухфазной смесью коллектора 6 патрубок 2 ввода двухфазного потока пристыкован к торцу коллектора 6 по касательной к образующей коллектора. Из заполняемого двухфазной смесью коллектора 6 смесь газа и частиц поступает в разгонный сверхзвуковой участок 7, где ускоряется до скоростей, необходимых для формирования покрытия на поверхности детали 8.

На выходе из сверхзвукового сопла газ обтекает деталь 8, а частицы соударяются с поверхностью детали, сохраняя при этом необходимую скорость и концентрацию для образования покрытия в условиях, исключающих взаимодействие встречных двухфазных потоков, при отсутствии в этом случае вихревых течений и "мертвых" зон на телах неправильной формы (уголок, швеллер, многогранник и т.д.).

В случае неподвижной детали, помещенной по оси устройства, на ее внешней поверхности формируется винтовая поверхность с шагом, равным шагу разгонного участка устройства. При поступательном движении детали вдоль оси устройства со скоростью Y, на ее поверхности формируется равномерное покрытие заданной толщины. Толщина покрытия в данном случае зависит от скорости протяжки изделия (V) и концентрации частиц в сверхзвуковом потоке газа.

Предлагаемое устройство создает сверхзвуковое течение двухфазного потока, обеспечивает расширение технологических и функциональных возможностей процесса нанесения покрытий на длинномерные изделия различного профиля.

Устройство позволяет получать равномерные покрытия заданной толщины и физико-химических свойств по всей поверхности изделия, не прибегая к вращению ее вокруг своей оси.