• напыляемый объект нагревается до температуры не выше 250 C, что не сопровождается термической деформацией;
• характерная величина адгезии составляет 120 МН/м2;
• твердость поверхности до 1300 МН/м2;
• пористость керамического покрытия не выше 2%.

     Основу метода составляет процесс взрывчатого разложения газового вещества в стволе специальной установки при распространении по нему зоны горения в виде детонационной волны, которая движется со скоростью, превышающей скорость звука в веществе (1200…3000 м/с). Выделение тепла, которым сопровождается химическая реакция, вызывает нагрев газообразных продуктов детонации (до 3000…3500ОK) и их расширение, вследствие чего они под большим давлением (до 20*105 Па) истекают из ствола установки, увлекая за собой частицы предварительно засыпанной порции наносимого на поверхность детали порошка. Вследствие термического и ударного взаимодействия частиц порошка с подложкой на ней происходит закрепление основной массы порошка, т.е. формируется слой детонационного покрытия.
     Особенностью процессов, протекающих при ДНП, является их чрезвычайно малая длительность (время ударной деформации частиц напыляемого материала в момент формирования покрытия не превышает 10-7 с; продолжительность динамического и теплового воздействия газового потока на порошок не превышает 10-3 с; время детонации взрывчатой смеси составляет порядка 0,5*10-3с), что определяет безусловные преимущества ДНП перед существующими и широко применяемыми в настоящее время методами нанесения покрытий (плазменным, вакуумным, спеканием, наплавкой, клеевым, гальваническим и др.). При ДНП подложка даже без принудительного охлаждения не нагревается выше 150…250ОС, а с применением охлаждения - практически остается холодной, что выгодно отличает ДНП от плазменного метода и метода спекания, поскольку отсутствует термическая деформация напыляемой поверхности.
     Высокая энергия взаимодействия частиц напыляемого материала с подложкой обеспечивает одновременно:

• упрочнение поверхности (твердость по Виккерсу 7000…13500 МН/м2, в зависимости от состава напыляемого материала);
• высокую прочность сцепления с материалом подложки ( сц = 63…175 МН/м2);
• низкую степень пористости поверхности (до 2%);
• высокий модуль упругости (56000…218000 МН/м2);

• коррозионностойкие (представлены преимущественно металлами, такими, как никель, нихром, молибден, алюминий. Частицы металлических порошков в той или иной степени покрыты пленкой окислов, которые, равномерно диспергируясь в слое покрытия, резко улучшают его антикоррозионные свойства и отчасти повышают твердость);

• износостойкие (состоят из твердых сплавов на основе карбидов вольфрама, титана, хрома. Эти сплавы содержат в качестве связки 8-30% кобальта, никеля или хрома. По мере возрастания содержания металлической связки удается увеличить ударную вязкость покрытия при некотором снижении твердости и износостойкости. Эти покрытия обладают низким коэффициентом трения по стали и могут работать в высоконагруженных узлах машин при повышенных температурах в условиях отсутствия смазки. Кроме отмеченных достоинств, покрытия из твердых сплавов обладают высокой стойкостью к абразивному и эрозионному износу);

• жаростойкие (состоят обычно из карбидов хрома, окиси магния или алюминия на связках из никеля или нихрома, соединений никель - алюминий, из чистых простых окислов, таких, как окись алюминия, окись хрома, двуокись титана и их смесей, и сложных типа ильменита и шпинелей).

     Процесс ДНП можно представить следующим образом. Закрытый с одной стороны ствол детонационной установки заполняют взрывчатой газовой смесью. Затем в него впрыскивают порцию напыляемого материала. У дульного среза ствола располагают подложку. После этого инициируют взрыв газовой смеси, например электрическим разрядом. При этом возникающий высокотемпературный газовый поток продуктов детонации с большой скоростью истекает из ствола, вызывая нагрев и ускорение частиц порошка напыляемого материала. Вследствие термического и ударного взаимодействия частиц с подложкой, происходит закрепление на ней основной массы порошка, т.е. формируется слой детонационного покрытия.
     Детонация представляет собой процесс химического превращения взрывчатого вещества при распространении по нему зоны горения в виде детонационной волны. Последняя движется с максимально возможной для данных условий скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе. Для ацетиленокислородных смесей скорость детонации лежит в пределах 2000-3000м/с.
     Выделение тепла, которым сопровождается химическая реакция, вызывает нагрев до 3000-3500°С и расширение газообразных продуктов детонации, вследствие чего они под большим давлением (до 200 МПа) истекают из ствола.
     Воздействие возникающего высокотемпературного газового потока на напыляемый материал проявляется, прежде всего, в ускорении и нагреве частиц порошка. Нагрев частиц происходит в результате конвективного теплообмена с высокотемпературным газовым потоком.
     Особенностью процессов, протекающих при детонационном напылении покрытий, является их чрезвычайно малая длительность. Так, детонация взрывчатой смеси, заполняющей ствол, завершается примерно через 0,5 мс после ее инициирования; продолжительность динамического и теплового воздействия газового потока на порошок обычно не превышает 3 мс; время ударной деформации частиц напыляемого материала в момент формирования покрытия не превышает 0,1 мкс.

     Детонационное нанесение покрытий осуществляется последовательным выполнением следующих операций, входящих в единичный цикл (выстрел):

• заполнение взрывчатой газовой смесью ствола детонационной пушки;
• подача в ствол пушки порошка наносимого материала;
• инициирование взрыва газовой смеси в стволе.

• количество тепла, выделяющегося при детонации;
• степень термической диссоциации продуктов детонации;
• химическая активность продуктов детонации по отношению к наносимому материалу;
• температура и скорость истечения из ствола газового потока, воздействующего на порошок.

     При необходимости предварительной очистки или активации поверхности детали, а также для повышения прочности сцепления покрытия с подложкой производится детонационно-абразивная обработка (ДАО) поверхности под покрытие с использованием того же оборудования, что и для нанесения покрытия. Для этого в ствол подается вместо порошка наносимого материала порошок абразива. Эффективность ДАО выше традиционной дробеструйной обработки.
     В реальных условиях ДНП производится не отдельными частицами, а единичной дозой порошка, массу которой обычно поддерживают в пределах 100-250 мг, при этом число частиц составляет 106-107. Взаимодействие частиц между собой облегчено, т.к. они активированы нагревом и пластической деформацией при встрече с поверхностью, совершенно одинаковы по структуре и типу химической связи. Второе обстоятельство обуславливает пониженную энергию активации их соединения, а первое облегчает переход этого энергетического барьера. Внутри слоя, образованного за один цикл (выстрел), отсутствуют поры и несплошности, отдельные частицы деформированы в "лепешки". Прилегание покрытия к подложке является достаточно плотным, покрытие в целом копирует рельеф поверхности покрываемой детали.
     ДНП - процесс взрывной, циклический, за каждый цикл (выстрел) формируется слой покрытия толщиной 5-20 мкм. Размер пятна и его форма определяются внутренним сечением выходной части ствола и обычно копируют его. В случае круглого ствола, который используется наиболее часто, пятно имеет также форму круга. Если придать выходной части ствола форму овала (это обычно достигается с помощью насадок и требуется при напылении покрытия на отдельные участки изделия), то и пятно примет соответствующую размытую форму.
     Последовательными выстрелами наращивается покрытие нужной толщины, которое может быть и более одного миллиметра, но обычно толщина износостойких покрытий колеблется в интервале 50-150 мкм, а коррозионностойких - до 500 мкм и в каждом конкретном случае лимитируется условиями работы изделия, а также технико-экономической целесообразностью их применения.
     Знание и умение распределять наносимый материал по пятну совместно с правильно подобранной скоростью перемещения обрабатываемой поверхности позволяют равномерно покрывать большие поверхности сложной конфигурации с минимальным припуском на последующую обработку. Технология ДНП позволяет достигать шероховатости детонационных покрытий 1,6-0,8 мкм, что дает возможность не обрабатывать ее в случае, если покрытие наносится с целью защиты от механического износа, эрозии или коррозии.
     Сопрягаемые поверхности деталей, в зависимости от применяемого материала, должны пройти обработку (шлифование или сверхтонкую доводку) до получения высокой степени чистоты, которая требуется для прецизионных деталей.
     При проведении процесса ДНП коэффициент использования порошкового материала составляет 40-60%. Этот коэффициент коррелирует с качеством покрытия (его плотностью, прочностью сцепления) и характеризует степень совершенства оборудования и технологии.