Высокоскоростное газопламенное напыление по праву считается наиболее современной из технологий напыления. В странах Европы и Северной Америки высокоскоростное напыление практически вытеснило гальванику и методы вакуумного напыления во многих отраслях. Твердосплавные покрытия, нанесенные методами высокоскоростного напыления, по всем статьям превосходят гальванические покрытия, процесс создания которых признан чрезвычайно канцерогенным.

В начале 80-х годов появились установки высокоскоростного напыления, более простые по конструкции и основанные на классической схеме ЖРД, со скоростью газового потока более 2000 м/с. Плотность покрытий достигает 99%. В качестве наносимого материала используют порошки карбидов, металлокарбидов, сплавов на основе Ni, Cu и др. Для увеличения скорости частиц увеличивают скорость истечения продуктов сгорания путем повышения давления в камере сгорания до 1,0…1,5 МПа, а в конструкцию соплового аппарата вводят сопло Лаваля. На рис. 1 представлена схема распылителя системы ВСН.

Рис. 1.
Схема высокоскоростного порошкового распылителя:
1 - подача порошка (осевая);
2 - подача кислорода;
3 - подача топлива;
4 - подача порошка (радиальная);
5 - ствол.

При газопламенном проволочном напылении в покрытии содержится меньше оксидов, чем при порошковом напылении. Это имеет особо важное значение для получения плотных коррозионно-стойких покрытий. Однако относительно малая скорость частиц при газопламенном напылении не обеспечивает плотного формирования покрытий. Поверхность частиц успевает окислиться. Особенность конструкции проволочного ВСН-распылителя заключается в том, что камера сгорания приближена к выходному отверстию сопла (рис. 2).

рис. 2.
Схема высокоскоростного проволочного распылителя:
1 - сжатый воздух;
2 - топливо;
3 - кислород;
4 - проволока;
5 - ствол.

Увеличение скорости частиц при меньшей их температуре позволило снизить уровень окисленности частиц и повысить плотность порошкового покрытия. В порошковых распылителях ВСН первого и второго поколений использовалось цилиндрическое сопло (рис. 3, а).

рис. 3.
Сопла, используемые в ВСН:
а - цилиндрическое;
б - расширяющееся (сопло Лаваля).

Для систем первого поколения давление в камере сгорания составляло 0,3…0,5 МПа, скорость частиц - 450 м/с для WC-Co (83-17) грануляцией 10…45 мкм. К таким системам относились Jet Cote, CDS, Top Gun 6, Diamond Jet и др. Для систем второго поколения давление в камере сгорания составляло 0,6…1,0 МПа, скорость частиц - 600…650 м/с для WC-Co (83-17) грануляцией 10…45 мкм. Расход порошка - 10 кг/ч. В системах третьего поколения применялись расширяющиеся профильные сопла Лаваля (см. рис. 3, б). К таким системам относятся установки высокоскоростного напыления ТСЗП-HVOF-2001, GTV K2 и др. Расход порошка составляет до 18 кг/ч.