174657. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szemcsé bevonóanyag munkadarabra történő felhordására
5 174657 6 átmérőjének és a 4 fúvóka átmérőjének aránya. A találmány szerinti eljárás egy célszerű foganatosítási módja esetén a gázkeverék körülbelül 7 kg/cm2 nyomással kerül a 2 égőkamrába, és a leégés során a nyomás csúcsértéke körülbelül 28 kg/cm2. Ha a 4 fúvóka belső átmérője túl nagy, a nyomáscsúcs kialakítása előtt túl sok gáz távozik a 2 égőkamrából. Az optimális nyomásviszonyok kialakításához a 2 égőkamra felső részének D átmérője és a 4 fúvóka d átmérője közötti arány legalább 5 : 1 kell legyen. A találmány szerinti berendezés egy célszerű kialakításánál a 4 fúvóka belső átmérője 8,47 mm, a 2 égőkamra fölső D átmérője 6,35 cm, így a D : d arány 7,5. A fenti méretek és nyomásviszonyok esetén érhető el az 1000 m/sec-os kiáramlási sebesség a fúvókában, ami a bevonóanyag részecskéinek 500 m/sec nagyságú sebességét jelenti. További lényeges jellemzője a 2 égőkamrának a 4 fúvóka keresztmetszetének és a 2 égőkamra teljes térfogatának viszonya. A 2 égőkamra térfogata elegendően nagy kell legyen ahhoz, hogy a 4 fúvókán keresztül olyan hosszú ideig biztosítson gázáramot, ami alatt a szemcsés bevonóanyagnak a 2 égőkamrába történő beadagolása megtörténhet úgy, hogy a nyomás a 2 égőkamrában még elég nagy legyen. Ha például a bevonóanyag adagolása körülbelül 5 millszekundumig tart, a 4 fúvókán keresztül történő gázáramlás időtartama ennek többszöröse kell legyen. Ennek megfelelően egy 6,35 mm belső átmérőjű 4 fúvókához legalább 131 köbcentiméter térfogatú 2 égőkamra szükséges, amikoris a gázáramlás körülbelül 10 millszekundum alatt megy végbe. A gyakorlatban 197 - 230 cm3 térfogatú égőkamrák bizonyultak a legjobbnak. Ebben a tartományban a bevonóanyag a 2 égőkamrába adagolható, és onnan kivezethető mielőtt a 2 égőkamrában a nyomás olyan értékre csökkenne, amely már nem biztosítja a bevonóanyag részecskéi számára a kielégítő minőségű bevonat eléréséhez szükséges sebességet. A 4 fúvóka hosszméretét különböző tényezők befolyásolják. Ilyenek a bevonóanyag részecskéinek szükséges becsapódási sebessége, a szemcsenagyság és a nyomás, aholis a 4 fúvóka hosszúsága a szemcsenagysággal egyenesen és a nyomással fordítottan arányos, adott részecskesebesség mellett. Az optimális részecskesebesség az a sebesség, amely mellett a részecskék vastag, jól tapadó bevonatot alkotnak. A túl nagy sebesség következtében a bevonatréteg felszakadhat, vagy alapanyag károsodhat, túl kis sebesség esetén pedig a bevonat porózus lesz. A hőmérséklet a részecskék lágyításában itt alárendelt szerepet játszik, minthogy lényegében a szemcséknek a gázkeverékbe történő adagolásával meghatározott, és a 4 fúvókán keresztül történő áramlás során csak elhanyagolható mértékben emelkedik. Nagy nyomások rövid fúvóka esetén nagy sebességet eredményeznek. A 4 fúvóka az ismertetettnél rövidebb is lehet, ha a nyomást arányosan növeljük, vagy fordítva, ha a szemcsenagyságot és/vagy a gáz-levegő keverék bevezetési nyomását növeljük. Ennek megfelelően pl. 0,015 — 0,44 mm szemcsenagyságú wolframkarbid bevonóanyagból 10,2 cm hosszú fúvó ka alkalmazása mellett kielégítő bevonat állítható elő. A bevonatréteg amorf szerkezetű, Knoop keménysége 1200 és tapadóképessége több, mint 773 kg/cm2. A viszonylag rövid fúvóka alkalmazásának jelentős előnye a fúvóka falán történő súrlódásos hőveszteség nagymértékű csökkenése. Olyan fúvóka alkalmazásakor pl., amelynek hosszúsága az átmérő több, mint harmincszorosa, minthogy a belső furat keresztmetszetéhez viszonyított falfelület rendkívül nagy, a gázáram a fúvókán keresztülhaladva jelentősen lelassul, és ezen kívül a hőveszteség is igen nagy. így a berendezés rövid fúvóka alkalmazása esetén azzal az előnnyel rendelkezik, hogy olyan helyen is alkalmazható, ahol csak kis tér áll rendelkezésre, míg ez az ultrahanggal működő berendezésnél nem lehetséges, hoszen az ultrahang éppen a hosszú fúvókával állítható elő. A találmány szerinti eljárás ismertetett foganatosításának lefutását szemlélteti az 5. ábrán látható diagram, ahol az idő (t) függvényében látható a P nyomás változása az égőkamrában, a 8 tüzelőanyagbefecskendező 40 szeleptányérjának ht elmozdulása, a 12 adagolószerkezet 128 szeleptányéijának ha elmozdulása, a 10 gyújtógyertya V feszültsége, és a 4 fúvókából kilépő bevonóanyagszemcsék 4 száma. Az 5. ábrán az A szakasz a töltési periódus, a B pontban történik a gyújtás, a C szakaszban folyik le az égés, illetve robbanás, és a D pontban van a nyomás csúcsértéke. Az E szakasz alatt történik a bevonóanyag szemcsék beadagolása, a F szakasz pedig a bevonási periódus. Ugyanazon idő alatt kezdődik meg az L égőkamrában a G lefuvatási szakasz. Az impulzus a nulla időpillanatban kezdődik a 8 tüzelőanyagnak a befecskendezőn keresztül kb. 8 müliszekundum alatt a 2 égőkamrába történő befecskendezésével, (5b. ábra) mintegy 7 kg/cm2 nyomással (5a. ábra) kb. 5 milliszekundumnál megkezdődik a bevonóanyag részecskék adagolása, ami egészen a 10-ik milliszekundumig tart (5c. ábra). Az adagolás közepe táján, kb. 7,5 mflliszekundumnál a 10 gyújtógyertya begyújtja a keveréket, (5d. ábra) és az égés határára fellépő nyomásnövekedés kb. a periódus 10-ik müliszekundumában éri el csúcsértékét, kb. 28 kg/cm2 -t (5a. ábra). Körülbelül a nyomás csúcsértékének fellépésével egyidőben fejeződik be a bevonóanyag adagolás, és ugyanebben az időben érnek ki az első szemcsék a 2 égőkamrából a 4 fúvókán át, azaz a felhordási szakasz megkezdődik (5e. ábra). A felhordás időtartama kb. 2 milliszekundum. Látszik, hogy a szemcsék kiáramlásának ideje jóval kisebb, mint az adagolás időtartama. Ennek az az oka, hogy a kamrába később kerülő szemcsék a közben megnövekedett nyomás hatására nagyobb sebességgel áramlanak kifelé, és utolérik a már korábban kifúvott szemcséket. A felhordási periódus végére a 2 égőkamrából lényegében az összes bevonóanyag eltávozik, vagyis amire a nyomás a megfelelő burkolóréteg kialakításához szükséges sebesség létrehozásához elegendő nyomásérték alá csökken, a rétegfelhordás befejeződik. A találmány szerinti eljárás során alkalmazott paraméterek (méretek, nyomás, periódusidő) változtatásával tetszőleges tulajdonságú és méretű bevonatok készíthetők. A folyamat úgy is megvalósítható, hogy a bevonóanyag adagolás nem a gyújtás előtt, hanem az után kezdődjék. Ez különösen akkor célszerű, ha az anyag oxidáló közegbe kerül. Ilymódon a részecskék oxidációja elkerülhető. A találmány szerinti berendezés tüzelőanyagfecskendezője a 6. és 7. ábrán látható. A szerkezet a hengeres 30 szelepházból áll, amelynek 32 menetes 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
