Способ получения покрытий на пористых спеченных изделиях

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению покрытий на пористых спеченных изделиях, и может быть использовано в приборостроении. Цель изобретения - повышение качества покрытий и производительности процесса. Согласно изобретению образцы из спеченного порошка железа марки ПЖЧ пористостью 5% подвергают дегазации при давлении (0,8 - 1,0)·10⁵ Па в течение 60 - 120 с, а затем в вакууме. При потенциостатической подаче электрического тока осуществляют нанесение защитно-декоративного покрытия. Процесс заканчивают по достижении отношения начального тока к конечному, равного 10 - 50. После этого давление доводят до атмосферного, образец промывают водой и полимеризуют при 200^oC в течение 30 мин. 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению покрытий на пористых спеченных изделиях, и может быть использовано в приборостроении. Цель изобретения повышение качества покрытий и производительности процесса их нанесения. Способ осуществляют следующим образом. Пористое изделие, полученное прессованием металлического порошка и последующим спеканием спрессованной заготовки, подвергают дегазации в вакууме для удаления газа из спеченного изделия, а затем помещают в ванну, служащую катодом (анодом), с водоразбавляемой эмалью ВМА-5194, представляющей собой сложную систему растворенных олигомеров (малеинизированного льняного масла, его сополимера со стиролом, стиролмалеината) с диспергированным в этом растворе полистиролом, фторопластом и сажей. Используют 9-11%-ный водный раствор эмали. К изделию подключают анод (катод) и проводят нанесение покрытия методом электроосаждения в вакууме. В процессе электроосаждения происходит образование осадка водонерастворимой формы в приэлектродном слое за счет взаимодействия пленкообразователя с продуктами электрохимических реакций, который заполняет поры, где плотность тока больше. По мере роста толщины покрытия в порах и соответствующего роста его электрического сопротивления плотность тока падает, соответственно замедляется и рост толщины покрытия в порах, т.е. поры заращиваются (пропитываются) на всю глубину. Этого не происходит на тех участках изделия, где вначале плотность тока была меньше. В конечном счете на спеченном изделии сложной конфигурации образуется равномерный по толщине слой защитно-декоративного покрытия. Процесс заканчивают по достижении отношения начального тока к конечному 10 50. После завершения процесса нанесения покрытия давление доводят до атмосферного, изделие вынимают из ванны и промывают водой для удаления остатков водоразбавляемой эмали, которые остались на покрытии за счет сопутствующего процессу электроосаждения окунанию, электроосажденное покрытие при этом не затрагивается, а затем проводят полимеризацию покрытия в термошкафу или в сушильной камере при 180^oC в течение 60 мин или при 200^oC в течение 30 мин. Полученное описанным способом изделие обладает высокой коррозионной стойкостью, а использование предложенного способа обеспечивает высокое качество защитно-декоративного покрытия и повышение производительности труда за счет совмещения процесса нанесения покрытия с одновременной пропиткой изделия и исключения операции очистки от полимерной пленки пескоструйной или виброгалтовочной обработкой. Использование подоразбавляемых ЛКМ снижает применение органических растворителей, что соответственно снижает загрязнение окружающей среды и повышает пожаробезопасность и санитарно-гигиенические условия труда. Пример 1. Образцы в форме лопаток из спеченного порошка железа ПЖЧ пористостью 5% подвергают предварительной дегазации при 0,8·10⁵ Па в течение 120 с. Нанесение защитно-декоративного покрытия производят при потенциостатической подаче электрического тока после окончания времени дегазации в вакууме, т. е. при 0,8·10⁵ Па, в ванне-катоде, установленной в специальной установке, а образец подключает к аноду. Процесс заканчивают по достижении отношения начального тока к конечному, равного 50. Затем давление доводят до атмосферного, образец промывают водой и полимеризуют при 200^oC в течение 30 мин. По окончании полимеризации получают беспористое изделие с защитно-декоративным покрытием, толщина которого составляет 18 мкм. Пример 2. Получают спеченные образцы из порошка ПХ17Н2 с пористостью 20% Дегазацию проводят при 1·10⁵ Па в течение 60 с, а процесс электроосаждения в вакууме заканчивают по достижении отношения начального тока к конечному, равного 25. Толщина покрытия составляет 10 мкм. Пример 3. Изготавливают спеченные образцы из порошка ПХ18Х9Т с пористостью 20% Дегазацию проводят при 0,9·⁵ Па в течение 120 с, а процесс электроосаждения заканчивают при отношении начального тока к конечному, равном 10. Толщина покрытия составляет 15 мкм. Дальнейшее увеличение времени дегазации (>120 с) не приводит к увеличению толщины покрытия, а снижение (<60 с) не обеспечивает полного удаления газов из пор. При вакуумировании больше 1·10⁵ Па происходит вскипание водоразбавленного ЛКМ, а меньше 0,8·10⁵ Па не достаточно для полного удаления газов из пор, что приводит к увеличению времени дегазации и снижению производительности. Проведение электроосаждения при потенциостатическом режиме подачи электрического тока показывает, что оптимальным напряжением является 100 150 В и время электроосаждения 90 120 с, за которое отношение начального тока к конечному достигает 10 50. Дальнейшее увеличение напряжения (>150 В) приводит к увеличению отношения , но не приводит к увеличению толщины покрытия. Снижение напряжения (<100 В) приводит к снижению отношения , что соответственно приводит к увеличению времени электроосаждения, необходимого для достижения , что в свою очередь снижает производительность процесса. На макете устройства для нанесения покрытий методом электроосаждения воспроизводили способ-прототип и предложенный способ. При одинаковых условиях проведения эксперимента (напряжение 100 В, время электроосаждения 120 с, время термообработки 30 мин, температура термообработки 200^oC, изделия из ПХ18Н9Т с пористостью 20% эмаль ВМА 5194) сравнивали качество изделий и производительность предлагаемого способа и способа-прототипа. Контроль качества изделий и покрытия осуществлялся металлографическим анализом, а также определялся стойкостью изделий с покрытием в камере солевого тумана до первого появления следов коррозии. Производительность процесса определялась по времени, затраченному на получение покрытий. Результаты испытаний приведены в таблице. Как следует из приведенных данных, при одинаковых условиях проведения эксперимента предложенный способ повышает качество изделий и производительность труба по сравнению со способом-прототипом.

Формула изобретения

Способ получения покрытий из металлических порошков на пористых спеченных изделиях, включающий нанесение покрытия электроосаждением при подаче электрического тока и термоотверждение, отличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытий и производительности процесса, перед электроосаждением проводят дегазацию изделий в вакууме (0,8 1) · 10⁵ Па в течение 60 120 с, а электроосаждение осуществляют в вакууме такой же величины и заканчивают по достижении отношения начального тока к конечному 10 50.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---