Стволы детонационных установок различаются формой и размерами камеры сгорания, местом ввода горючей смеси и порошка, способом и местом инициирования горения горючей смеси, конструктивными особенностями системы охлаждения. Обычно применяют стволы с цилиндрической камерой сгорания диаметром 20…30 мм, длиной 1…2 м. Более перспективны конструкции стволов с переменным по длине сечением камеры сгорания.
Порошковые дозаторы установок для детонационного напыления делятся на две группы: с пневматическим и механическим дозированием. Известны конструкции, в которых для приготовления дозы порошка и даже впрыскивания его в ствол используют импульсы давления, возникающие при сгорании горючей смеси в стволе.
Газораспределительные механизмы обычно построены по системе электромагнитных или механических клапанов, обеспечивающих циклическую подачу газов через смесители в ствол. Используется также непрерывная бесклапанная подача газов. С целью обеспечения стабильной надежной работы детонационных установок и безопасности условий труда необходимо локализовать горение в камере сгорания и стволе при выполнении каждого рабочего цикла напыления. Для этого служат герме- тичные механические клапаны с подачей флегматизирующего газа (азота) в смесительную камеру, огнепреградители (буферные емкости между смесителем газов и стволом, заполняемые перед поджигом горючей смеси флегматизирующим газом).
Пульт управления позволяет осуществлять дистанционное управление исполнительными механизмами детонационной установки, автоматический режим которой может быть обеспечен следующими техническими средствами: механическим или электромеханическим приводом; релейно-контактными устройствами, электронными приборами.
Газораспределительный пульт служит для подачи и контроля расхода компонентов детонационной газовой смеси. Независимо от конструкции пульт включает контрольно-измерительные приборы (ротаметры, манометры) и регулирующие устройства (редукторы, вентили, регуляторы перепада давления). Техническая характеристика газораспределительного пульта АДК “Прометей” приведена ниже. Кроме рассмотренных находит применение следующее оборудование детонационных покрытий.
Детонационный комплекс “Азов”, специализированный для упрочнения и восстановления коренных и шатунных шеек коленчатых валов, использует в качестве рабочих газов пропан-бутан, кислород, сжатый воздух. Техническая характеристика комплекса “Азов”Автоматическая детонационная установка “Обь” обеспечивает высокую степень повторяемости всего процесса благодаря системе стабилизации давления и температуры рабочих газов. Управление циклограммой процесса напыления осуществляется микроЭВМ.
Детонационная установка “Перун-С” — высокопроизводительная стационарная установка, промышленное использование которой особенно эффективно при массовом или крупносерийном производстве изделий с покрытиями. Техническая характеристика установки “Перун-С” приведена ниже. Для размещения установки необходимо наличие звукоизолированного помещения
(бокса) с принудительной вентиляцией площадью 15 м2.
Установка “Перун-Р” — модифицированная установка, промышленная эксплуатация которой не требует специализированного помещения. Наличие звукоизолированных камер позволяет включать ее в любую технологическую линию в условиях цеха машиностроительного производства.
Малогабаритная детонационная установка “Перун-М” имеет повышенную автономность. В ее корпусе вобраны воедино устройство для абразивной оОработки и нанесения покрытий,
Оборудование для электронно-лучевого нанесения покрытий. Основными его элементами являются тигель с испаряемым материалом и генератор электронного луча — электронно-лучевая пушка.
В настоящее время получили распространение два типа электронно-лучевых пушек для испарения материалов: аксиальные, формирующие осесимметричный пучок электронов; плосколучевые, преобразующие первоначальный плоский пучок электронов в цилиндрический. Аксиальные пушки обычно имеют две независимые электромагнитные линзы для фокусировки луча и управления им. Катод в аксиальных пушках выполнен в виде массивной шайбы из вольфрама или тантала и имеет косвенный нагрев. В плосколучевых пушках прямолинейный катод из вольфрамовой проволоки нагревают прямым пропусканием тока. Электромагнитная система преобразования плоского луча в цилиндрический и управления лучом выполнена в виде одного блока. Мощность пушек, применяемых для осаждения жаростойких покрытий, изменяется в достаточно широких пределах в зависимости от типа покрытий и размеров изделий (25… 150 кВт), ускоряющее напряжение 20 кВ.
Типичные аксиальные пушки разработаны институтом М. фон Арденне и фирмой Лей-больд-Гереус (Германия). Плосколучевые пушки используются в установках для испарения материалов, созданных фирмой Аирко Темескал (США) и ИЭС им. Е. О. Патона.
Современные электронно-лучевые установки для нанесения покрытий рассчитаны на непрерывную работу в течение 10… 15 ч и один или несколько испарителей. Разработан ряд промышленных установок для нанесения защитных покрытий на партии турбинных лопаток. Основными требованиями, предъявляемыми к таким установкам, являются: получение равномерно осажденного по перу лопаток защитного слоя, воспроизводимость химического состава и толщины покрытия, возможность непрерывного ведения процесса испарения в течение длительного времени, обеспечение высокой производительности.
На рис. приведена схема специализированной электронно-лучевой установки периодического действия для нанесения защитных покрытий испарением в вакууме из одного источника. Рабочая камера установки разделена на камеру испарения и полость электронно-лучевой пушки . Пушка является составной частью испарителя, который установлен в нижней части рабочей камеры. Специальными полюсными наконечниками электронный луч изгибается на 270° и фокусируется на торце слитка . Расплавленный металл разогревается до температуры, при которой скорость осаждения парового потока на подложке достигает 15 мкм/мин. Процесс испарения ведется при разрежении не ниже 10~3 Па. В установке предусмотрено раздельное вакуу-мирование камеры испарения и полости электронно-лучевой пушки механическими и диффузионными насосами.
Рабочая камера объединена с двумя вспомогательными камерами б, в которых осуществляется предварительный подогрев деталей, собранных в приспособлении. В установке применен предварительный нагрев элементами сопротивления и непосредственный подогрев изделий в процессе осаждения парового потока. Загрузка изделий производится через специальные шлюзовые камеры. Детали, собранные в приспособлении, подающими штоками 5 вводятся во вспомогательную камеру, где они прогреваются перед осаждением покрытия. Одновременно защитный слой наносится на детали, подаваемые в паровой поток из другой вспомогательной камеры.
